Solutii test matrice calificare domeniul ELECTRIC

1 Electrotehnica generala

1.1 Legile de baza ale electrotehnicii

I=U/R Valoarea curentului intr-un circuit este direct proportionala cu marimea tensiunii aplicate circuitului si invers proportionala cu valoarea rezistentei din circuit.

I=E/r+R legea lui Ohm generalizata r este rezistenta interna a sursei, E este tensiunea electromagnetica a sursei (in gol

230/0.01=23000 OHM sau 23 Kohm

I2=5A, deci I1=3A, rezulta R1=10/3=3.33

Simbolul este literar PE sau grafic

Marimi electrice

Marimile electrice sunt rezultate din nevoia cuantificarii efectelor fizice electrice, acestea rezultand din definitia de baza fenomenului demonstrate theoretic si practice.

Tensiune=U sau E, current=I, rezistenta=R, frecventa=f, etc

Frecventa, pulsatia, armonicile, fazarea

Tensiunea se masoara in volti; curentul se masoara in amperi; rezistenta se masoara in ohmi; energia se masoara in watt/ora; puterea se masoara in watt; frecventa se masoara in hertzi; etc.

Masurarea rezistentei R=U/I

Masurarea frecventei f=Ω/2π

Calculul puterii unui transformator fct.. de sectiunea miezului P=S²

Materiale electrice

Bune conducatoare de electricitate, slabe conducatoare de electricitate (izolatoare) si semiconductoare.

Rezistivitatea electrica a materialului conductor, determina rezistenta materialului. R=ρ*l/s (rezistenta este direct prop. cu rezistivitatea si lungimea conductorului si invers prop. cu sectiunea conductorului din care este facut ). Rezistivitatea se masoara in ρ=Rs/l [ Ω*mm² /mm = [ Ω*m ]

Bachelita, teflonul, pertinax, textolit, prespan, PVC-ul, lemnul uscat.

Tensiune de strapungere; val. max. a tensiunii aplicate la capetele materialului fara ca materialul respectiv sa prezinte modificari fizico-chimice care sa conduca la micsorarea rezistentei de izolatie. Peste aceasta valoare particulele materialului se orienteaza in sensul conducerii curentului electric, desfacandu-se legaturile electronice din nivelul superior al atomilor.

Seleniul, Germaniul, Siliciul. Sunt larg folosite la fabricarea componentelor electronice, precum dioda, tranzistorul, circuitul integrat, etc.

Aparataj electric

Comanda, semnalizare, protectie

Bobina contactorului cc are rezistenta ohmica mai mare si este realizata cu conductor de sectiune mai mica decat cel ce ca.

Simplu izolat, dublu izolat, izolatie tip email, cauciuc, PVC, PUR. D.p.d.v. mecanic sunt rezistente la stres mecanic (autoportante), fara rezistenta (pozabile), rigide, semiflexibile, flexibile si foarte flexibile. Se folosesc in instalatii electrice de distributie energie, actionari electrice, roboti industriali, comunicatii.

Folosirea grupurilor RC, varistor, dioda in cazul sarcinilor inductive si rezistive si a grupurilor LR in cazul sarcinilor capacitive.

Echiparea tablourilor se face structurat, compartimentand partea de forta, comanda si distributie. Se tine cont de disiparea de caldura, gradul de protectie impotriva electrocutarii, emisiei de perturbatii electromagnetice.

Culorile standard sunt negru (VAC), albastru, rosu (VCC), galben/verde (legare la nul si la pamant) si galben ptr. circuitele aflate permanent sub tensiune.

Energetica

Conexiuni mono si trifazate de tip TT (neutru legat la pamant) sau TN,TN-S (5 fire neutru N separat de impamantare PE) si TN-C (4 fire N impreuna cu PE) si IT (neutrul izolat) , functie de folosirea nulului de lucru, prizei de impamantare si distribuirea lor catre consumatori.

230 VCA/50Hz., 400VCA/50Hz, 690VCA.50Hz

Caracteristici aM (temporizat ptr. motoare), gl, Gg (ptr. linii de alimentare)

Descarcator de supratensiune, se monteaza impreuna cu un bloc fuzibil in amonte de intreruptorul principal si asigura descarcarea la pamant a supratensiunilor cauzate de descarcarile electrice atmosferice. Pot fi fixe sua debrosabile, necesitand schimbarea cartuselor in caz de anclansare protectie.

valoarea cos =0,92 este asigurata prin folosirea bateriilor de compensare reactiva, contracarand caracterul inductiv (motoare, transformatoare, linii electrice lungi) sau capacitiv (bai galvanice) al sarcinii electrice. Se folosesc in acest scop compensatoarele automate cu baterii de condensatoare, adaptive fata de caracterul sarcinii.

In general, in curent alternativ P=U*I* cos ; cu cat defazajul intre tensiune si current este mai mare (caracter puternic reactiv al sarcinii, inductante, capacitati)

factorul de putere produce o micsorare a puterii active in detrimentul puterii reactive; ca urmare, randamentul transportului de energie, randamentul masinilor electrice in general, scade corespunzator

In curent alternativ I=U/Z unde Z=R sau Z= L respectiv Z= 1/ C unde f este frecventa sursei de alimentare. Asadar la o sarcina rezistiva curentul si tensiunea raman in faza, la sarcina inductiva curentul ramane in urma tensiunii si la o sarcina capacitiva tensiunea ramane in urma curentului. Orice defazare intre curent si tensiune produce astfel o pierdere de putere, vectorul putere fiind produsul intre vectorul curent si proiectia vectorului tensiune pe axa abciselor.

Cunostinte generale

Pe baza de CO2 sau spuma, INTERZIS cu apa.

Scoaterea din campul electric, intinderea pe suprafata plana, degajarea cailor respiratorii, resuscitare respiratorie, invelirea cu folie termica, prtotejarea plagilor arse, anuntarea in paralel a serviciilor medicale de urgenta.

Daca interventia este cu decuplarea tensiunii, se realizeaza separarea si asigurarea impotriva alimentarii si semnalizarea cu placute avertizoare. Daca interventia se face fara decuplarea tensiunii, se semnalizeaza interventia prin placute avertizoare in toate planurile de control ale instalatiei/masinii, eventual se imprejmuieste locul cu banda avertizoare speciala.

Politica de mediu din cadrul ISB presupune colectarea selectiva a materialelor si substantelor reziduale activitatii de intretinere si reparatii ale echipamentelor, in locuri special amenajate (cauciuc, metale, echipament complex nedemontabil, pile electrice, etc.).

Elemente liniare de translatie, componente auto, colivii ptr. rulmenti, inele ptr. rulmenti mari. Procesele tehnologice folosite sunt debitarea, strunjirea, frezarea, rectificarea, tratamentul termic si spalarea, montajul. Detalii

Actionari electrice

Masini de curent alternativ

Motoare mono si polifazate, asincrone si sincrone, cu rotor bobinat si cu rotor in scurtcircuit. Motoarele monofazate au nevoie de o infasurare suplimentara sau condensator de pornire ptr. crearea campului invartitor. Motoarele polifazate folosesc campul invartitor furnizat de sistemul cuclic de alimentare (susccesiune a fazelor).

Pornirea directa; pornirea stea/triunghi; pornirea cu rezistente rotorice in trepte; pornirea cu startere electronice.

Variatia turatiei se poate face prin schimbarea numarului de poli (turatie in trepte) sau prin schimbarea frecventei tensiunii de alimentare. La motoarele cu rotor bobinat se poate schimba pozitia suportului port-perii (axa electrica fata de axa magnetica).

Turatia motorului (n1) este data de expresia:

, unde

f este frecventa tensiunii de alimentare si

p este numarul de perechi de poli ai infasurarii statorice

Folosirea convertoarelor de frecventa dinamice sau statice precum si modificarea nr. de poli sunt metodele cele mai uzuale.

La punerea sub tensiune, filamentele de la capetele tubului se alimenteaza prin drosel si contactul normal inchis al starterului si produc ionizarea gazului la capetele tubului. Prin incalzire, contactul bitermic al starterului se deschide, intrerupand circuitul electric. In acest moment droserul produce o tensiune de autoinductie mare, tensiune ce se aplica celor doi electrozi ai tubului. Tensiunea mare produce amorasrea gazului prin tub. Prin amorsare se stabileste curentul de circulatie de la sursa, prin drosel si electrozii tubului.

Franarea se poate face electromecanic, folosind frana cu discuri electromagnetice montate pe rotorul motorului.

O alta metoda este de a pune in scurt circuit infasurarile statorice sau rotorice dupa ce acesta a fost deculpat de la alimentare (functionare ca generator cu debitare in scurt circuit).

O metoda moderna este de a recupera energia electromagnetica folosind invertorul de frecventa in regim de recuperare in retea.

Masini de current continuu

Motoare cu excitatie: separata, paralel, serie

Motoare cu magneti permanenti; rotor magnet permanent, stator magnet permanent.

Cel cu stator magnet permanent are nevoie de colector si perii colectoare mecanice.

Cel cu rotor magnet permanent nu are colector mecanic, in schimb are nevoie de traductor de miscare, acesta comandand comutarea polilor statorici in functie pozitia rotoorului; are nevoie de electronica de comanda.

Turatia este direct proportionala cu fluxul magnetic. Fluxul magnetic este direct proportional cu tensiunea aplicata rotorului, turatia putand a fi modificata si prin campul indusului (la motoarele mici slabirea indusului duce la cresterea turatiei motorului)

Pentru modificarea tensiunii rotorice sau de excitatie se pot folosi reostate, autotransformatoare cu redresarea tensiunii sau redresoare comandate (tiristori sau tranzistori de putere).

Franarea se face punand una din infasurari in scurtcircuit, inversand ptr. un timp tensiunea de excitatie sau folosind redresoarele comandate in regim de recuperare.

Se mai poate frana prin folosirea franelor electromagnetice.

Avand un cuplu motor superior, chiar la turatii mici, sunt folosite la comanda masinilor unelte, actionarilor reversibile si cu necesitatea variatiei de turatie.

In varianta cu camp de excitatie electromagnetic ofera un cuplu foarte mare. Sunt costisitoare, necesita intretinere periodica (perii, colector), sunt scumpe si au gabarit mare.

Motoarele pas cu pas sunt cazuri particulare ale motoarelor de curent continuu, rotorul fiind un magnet permanent cu mai multe succesiuni ale polilor. Secventa de pasire este data de schimbarea succesiunii polilor statorici. Pasii pot fi efectuati in mod adaugat sau intretesut, in acest din urma caz obtinendu-se un cuplu superior. Motoarele pas cu pas sunt folosite la actionarea de precizie a masinilor unelte fiind relativ ieftine, precise si cu grad mare de miniaturizare. Necesita drivere electronice de comanda.

tiristorul conduce doar in primul cadran al sinusoidei tensiunii

motorul ales este cu pasi intertesuti, cu trei randuri de poli.

Actionari de current alternativ

Sunt folosite la reglarea turatiei sau cuplului motoarelor de current alternative. Permit pornirea si oprirea cu rampa comandata pemtru micsorarea cuplului rezistent, pot recupera energia in modul de franare, asigura protejarea motorului comandat. Ca un caz separate sunt softstarterele folosite doar la regimul de pornire si oprire cu protectia motorului.

Functionarea se bazeaza pe principiul dublei conversii a energiei. In primul rand tensiunea de alimentare alternativa este redresata si apoi modelata din nou in tensiune alternativa. (n*U1/f1 >>> 3xU2/f2 unde U2 si f2 sunt variabile in game largi).

Ex. Parametrizare, instalare in spatii inchise unde necesita ventilare, aplicarea setpointului analogic sau discret de la un PLC, etc)

Deoarece alimentarea convertizorului se face de la tensiunea monofazica de 230VCA rezulta ca tensiunea continua dupa redresare este de max. 290 VCC. Din aceasta tensiune se poate reface tensiunea trifazica cu valoarea de 3x230VCA max. Ca urmare motorul va trebui sa fie legat in conexiune triunghi.

In mare parte toate convertizoarele permit prescrierea valorii de reglaj in mod analogic (0_10V sau 0_20mA) sau digital (intrari digitale discrete sau prin interfata de comunicatie ex. RS232, RS485, TCP/IP). Se pot comanda si din tastatura locala (particularitate a intrarilor discrete)

Servoactionari

Reprezinta un dispozitiv folosit la controlul distantei de deplasare al unui mecanism prin intermediul actionarii unei marimi de intarare proportionala cu cea de iesire.

Exista servosisteme pur mecanice, electromecanice, pneumatice, hidraulice sau combinate intre acestea. Ex. Ambreiajul actionat hidraulic, reglajul potentiometric asupra deplasarii unui ansamblu mecanic.

In general la pozitionarea axelor de lucru (liniare sau rotative) sau a capetelor de prelucrare (support port scule, arbore principal de lucru, magazine de scule).

Masurari electrice si electronice

Masurarea marimilor electrice

Tensiunea, curentul, rezistenta cc/ca si frecventa in ca. Specific se masoara rezistenta sondelor de temperature, rezistenta de izolatie a masinilor electrice, jonctiunea metel/metal (termocuple), jonctiunea metal/semiconductor (diode, tranzistori).

Voltmetru, ampermetru, ohmetru, frecventmetru, punte de masura, ptr. masurarea directa.

Este un transformator electric special, folosit la adaptarea parametrilor masurabili in circuitele de masura. Exista transformatoare de masura a tensiuniisau a curentului. Sunt caracterizate prin raportul de transformare, frecventa de lucru. Se folosesc la aparatele indicatoare, regulatoare si intreruptoare.

Se masoara tensiunea nominala

Tensiunea de varf este Upp=Un*1,41

Upp=237V*1,41=334V

24V-18V=6V cadere de tensiune pe intreg cablul adica 3V pe fiecare conductor.

Curentul prin sensor este

18V/100Ohm=0,18A

Rezistenta unui conductor este

3V/0,18A=16,66 Ohm

Lungimea maxima a unui conductor, deci a cablului este 16,66Ohm/0,1Ohm/m=166,66m.

Traductoare si convertoare de semnal

Traductorul de semnal reprezinta un dispozitiv de conversie in contact direct cu fenomenul supus masurarii Reprezinta primul element in obtinerea informatiei metrologice fiind caracterizat pri sensibilitatea fata de marimea de masurat.

Exemple :

Termorezistenta este sensibila la variatia temperaturii.

Celula fotovoltaica este sensibila la variatia fluxului luminos.

Microfonul este sensibil la variatia intensitatii acustice.

Doza tensiometrica este sensibila la variatia dimensiunilor fizice intr-un corp solid.

Semnalele unificate reprezinta marimi electrice standardizate, cu scopul folosirii facile in sistemele de automatizare, larg raspandite. Ele asigura compatibilitatea si universalitatea echipamentelor. Alta ratiune o reprezinta si imunitatea fata de mediile ostile intalnite in practica industriala (tensiuni reziduale, inductii, perturbatii electromagnetice, etc.)

Exista urmatoarele sisteme de semnal unificat :

In tensiune

-standardul (-10V/0V/+10V) cu cazul particular (0V/+10V) cu punctul de zero flotant la 5 V ptr. necesitatea reglarii in ambele sensuri. Se pot transmite sub acest protocol atat tensiuni de comanda in sisteme analogice cat si trenuri de impulsuri ptr. sistemele digitale (ex. RS2332). Pragurile de tensiune sunt suficient de mari ptr. A asigura imunitate crescuta la perturbatii si suficient de mici ptr. a asigura un grad de protectie adecvat.

In curent :

standardul (0.20mA.) si special (4.20mA.) permit de asemenea transmiterea in bucla de curent a informatiei analogice sau codificate digital (ex RS485). Prezinta o foarte buna imunitate la semnalele perturbatoare.

Clasificati sondele de temperatura dupa cat mai multe criterii.

Tipul elementului sensibil :

Termocuplu

Termorezistenta

Termistor

Semiconductor

Fotosensibil

Variatia marimii electrice functie de marimea masurata :

liniare

logaritmice

direct proportional

invers proportional

Reprezinta un rezistor bobinat dintr-un material cu dependenta mica a rezistentei fata de temperatura. In cazuri speciale bobinarea se face in sens opus de la jumatatea bobinajului astfel incat si impedanta sa fie cat mai mica.

Rreprezinta un traductor curent/tensiune, folosit adesea la masurarea curentului intr-un circuit.

Convertoarele de semnal sunt folosite in special atunci cand marimea electrica oferita de catre traductor/senzor nu poate fi evaluata direct de catre echipamentul de automatizare. Uneori este folosit doar ptr. refacerea semnalului transmis la distante mari (in acest caz convertorul este un amplificator special care mentine parametrii initiali ai marimii masurate pe distante mari fara ai altera forma, amplitudinea sau faza).

In cazul unui DITZ convertorul de semnal il reprezinta un transformator de curent conectat la un shunt ampermetric, astfel incat sa poata fi citit curentul printr-o metoda indirecta.

Ptr. masurarea curentului continuu cu DITZ-ul, transformatorul de curent este de tip diferential, componenta continua a curentului masurat, dezechilibreaza cele doua brate ale transformatorului, brate ce fac parte dintr-o punte de masura.

Bucle de masura si comanda

Legatura fizica si informationala intre traductorul de masura si elementul de evaluare si afisare al acestei marimi. Bucla se caracterizeaza prin precizie, acuratete, sensibilitate, fiabilitate.

Bucla de reglaj reprezinta un caz special al buclei de masura in care o parte din semnalul evaluat este intors si comparat cu semnalul traductorului si cel prescris ptr. reglaj. Se realizeaza astfel o bucla inchisa.

O bucla de reglaj a temperaturii este compusa dintr-un traductor (termocupla) legat la un regulator de temperatura. Iesirea regulatorului poate comanda o rezistenta de incalzire aflata in acelasi mediu cu termocupla. Daca de la nivelul termoregulatorului se prescrie o valoare de reglare dorita acesta va alimenta rezistenta de incalzire atat timp cat termocupla va atinge acea temperatura. Cind valoarea temperaturii termocuplei va fi egala cu cea stabilita in termoregulator, acesta din urma va comanda oprirea alimentarii rezistentei de incalzire.

Termostatul se bazeaza pe dilatarea unui fluid sau solid, functie de temperatura mediului. Forta exercitata de dilatare este opusa fortei create de un arc care actioneaza la randul sau un contact electric. Cu cat arcul este mai tensionat (printr-un surub cuplat la butonul de reglaj) cu atat va fi nevoie de o temperatura mai ridicata ptr. a dilata suficient mediul de comanda al termostatului. Astfel la atingerea temperaturii necesare (reglata din buton), se va deschide contactul electric ce alimenteaza rezistenta de incalzire, Mediul se va raci in timp, iar mecanismul de dilatare va fi invins de forta arcului si se va restabili din nou contactul electric.

Regulatorul electronic dupa ce este conectat electric (alimentare, sonda de temperatura si iesirea de comanda) trebuie parametrizat. In mod obligatoriu se aleg parametrii care definesc tipul de reglaj (incalzire sau racire), tipul de sonda de temperatura folosit, releul care trebuie sa lucreze in bucla de reglaj, valoarea prescrisa reglarii (Set Point). Se mai pot configura valori de alarmare, praguri multiple de reglaj, caracteristica buclei de reglaj (rapid, lent, precis, in trepte sau altfel spu algoritmul buclei P,PI,PD sau PID).

Termocupla masurata cu ohmetrul indica o valoare foarte mica (mOhm) insa masurata cu milivoltmetrul de curent continuu indica o tensiune proportionala cu temperatura masurata.

Termorezistenta masurata cu ohmetrul indica o valoare a rezistentei proportionala cu temperatura masurata.

Se selecteaza calibratorul ptr. modul INTRARI si se selecteaza domeniul termorezistenta tip Pt1000. Se conecteaza termorezistenta si se citeste valoarea sa vis-a-vis de temperatura la care se supune Daca se pot determina valori ptr.cel putin trei puncte diferite de temperatura, se poate schita un grafic(curba de raspuns) ce mai apoi se poate compara cu modelul teoretic ptr. acest tip de traductor. Din comparare se pot desprinde datele necesare bunei functionari a traductorului. Cu cat se fac mai multe determinari cu atat este mai precisa ecvaluarea sondei PT1000.

Se selecteaza calibratorul ptr. modul IESIRI si se selecteaza domeniul Pt1000. Se conecteaza corespunzator la intrarea termoregulatorului ptr. verificat. Se prescriu diferite valori de temperatura in calibrator si se urmareste acuratetea afisarii pe ecranul termoregulatorului. Ptr. o buna evaluare se fac mai multe varificari in diferite puncte pe intreg domeniul in care trebuie sa lucreze termoregulatorul.

Transmisii de date

Stabilirea unui canal de transmitere a informatiilor intre doi participanti aflati la capetele canalului de comunicatie numiti generic emitator respectiv receptor. Pentru a putea stabili un canal de comunicatie avem nevoie de un mediu de propagare a informatiei (canal de comunicatie) un limbaj comun intre participantii la schimbul de date (protocol de transmitere) si evident un emitator respectiv un receptor.

- prin cablu, prin fibra optica, prin unde electromagnetice

a.      mod unilateral cand la un capat se afla se afla intotdeauna emitatorul iar la celalalt receptorul.

b.     Simplex, cand pe rand participantii au fie calitatea de emitator fie cea de receptor.

c.     Duplex, cand cei doi participanti sunt in acelasi timp si emitatori si receptori. In acest caz sunt necesare doua canale de comunicatie separate.

sisteme de comunicatie pe distanta mica de tip paralel (max. 5m), mod serial max. 30 m. TCP/IP pe distanta de 90m, cablu coaxial (ETHERNET) 50m., mediu optic pana la 3000m.

Protocolul RS 232 reprezinta o modalitate de transmitere seriala a informatiei sub forma unor impulsuri rectangulare de tensiune. Nivelul de 1 logic este atribuit zonei cuprinse intre -15 si -8V iar cel de 0 logic intre +15 si 8 V. Intre -8 si 8 v se afla zona interzisa. Protocolul a fost initial creat pentru transmisiile tip modem si a fost adaptat domeniului PC astfel incat 1 logic corespunde tensiunii intre 0 si 2 V, iar 1 logic intre 3,8 si 5 V conform standardului TTL. Viteza de transmitere se masoara in bps (bit/sec) existand viteze de transfer standard intre 1200 pana la 115200 bps). Transmisia se face folosind doar trei conductori, respectiv trei terminale in cupla de comunicatie denumite Tx(transmisie), Rx (receptie) si GND (potentialul de masa). Transmisia este de tip semidulpex, pe rand cate un participant este emitator si apon receptor. Conectarea se face incrucisand Rx de la un capat cu Tx de la celalalt capat si viceversa.

Protocolul RS 485 creste distanta de comunicatie pana la 1000 intre doi participante prin folosirea protocolului de transmisie in curent, a datelor, ptr. 1 logic avand 20mA iar ptr 0 logic 0 mA. Este tot o transmisie seriala. Datorita transmiterii in bucla de curent se poate mari distanta datorita tolerantei la zgomotele electrice perturbatoare. Permite conectare in paralel a pana la 32 de participanti la comunicatie, fata de RS232 unde sunt permisi doar 2 participanti.

Protocolul Profibus este de fapt un RS485 modificat in scopul folosirii in medii industriale, cu stres mecanic, electric si termic ridicat. Pastreaza arhitectura RS485, adica distanta maxima de transmisie este de pana la 1000 ml, nr. de participanti pana la 32, structura de Master - Slave, viteza de transmitere de pana la 12 Mb/s. Profibus DP este o particularitate industriala a sistemului, folosit la descentralizarea perifiricelor (I/O, drivere, HMI, etc.) DP - Decentralized Peripheire. Permite structurarea cablarii unui sistem complex de automatizare, folosind arhitectura unei retele in care fiecare nod de comunicatie reprezinta o poarta de achizitie Intrari/Iesiri.

Sistemul ASi a aparut ca urmare a necesitatii reducerii nr de cablaje in campul de echipamente, fiind reteaua de nivel cel mai scazut in distributia de echipamente de tip I/O. Transmisia datelor precum si alimentarea cu energie a participantilor ASi se face pe aceleasi doua conductoare ale cablului ASi. Necesita surse de alimentare speciale, protocoale de transmisie si interfete de tip ASi ptr. echipamentele atasate retelei.Fiecare echipament are o adresa unica, recunoscuta de sistemul la care se subordoneaza.

Inainte ca echipamentele sa fie legate in canalul de comunicatie trebuie asigurata echipotentialitatea celor doua echipamente, prin masurarea tensiunii intre masele lor si egalizarea acestora. In caz contrar liniile de date vor raporta la potentiale de masa diferite, putand afecta continutul si calitatea datelor. In caz extrem poate conduce la distrugerea porturilor de comunicatie.

Electronica industriala

Componente pasive si active

Componente pasive - rezistor, condensator, bobina, placa PCB, trimer, potentiometru, termistor

Componente active - tranzistor, circuit integrat, tiristor, triac, etc.

Elementele MOS sunt foarte sensibile la sarcinile electrice aplicate circuitelor de intrare. Din acest motiv manipularea lor se face descarcand sarcinile electrice purtate de operator, scule sau mediu inconjurator. Se foloseste legatura de descarcare catre pamant, folosind capcane (bratare de incheietura a mainii, covoare de descarcare legate la pamant, haine fara fibre sintetice, scule speciale ptr. lipit, etc.).

Sensibilitatea elementelor MOS provine de la particularitatea constructiva de a avea impedanta intrarilor foarte mare (curentul absorbit fiind foarte mic, practic curentul furnizat de o tensiune electrica superficiala fiind suficient ptr. a comanda fals sau defecta intrarea respectiva, practic acesta avand valori sub mA, fata de mA necesari elementelor bipolare TTL sau HTL).

Erorile sunt: puntea redresoare a fost conectata invers (+ inversat cu -) si dioda din poarta tiristorului inversata (Anod cu Catod).

Schema reprezinta un stabilizator al intensitatii luminoase al unui bec cu incandescenta. Tensiunea alternativa a retelei este redresata dublualternanta, si aplicata unui diac. Valoarea tensiunii de deschidere a acestuia este integrata de grupul RC cu valoarea T=0,69RC si apoi aplicata grilei de comanda a tiristorului. Ca urmare acesta se va deschide la fiecare semialternanta a tensiunii de intrare insa cu intarzierea T, deci va redresa incomplet tensiunea, mereu la acelasi unghi. Rezulta o tensiune de stabilizata.

Sisteme analogice

Sistemele analogice sunt dispozitive care folosesc procesarea marimilor fizice in valori discrete. Atat marimile de intrare cat si cele de iesire sunt de asemenea exprimate invalori discrete.

In mod curent se folosesc sisteme standardizate +/- 10V, +/-15V, +/-30V

Senzoristica

Senzori inductivi, magnetici, optici, ultrasonici, capacitivi, mecanici, etc.

La actionare senzorul de tip PNP ofera la iesire semnal pozitiv iar cel NPN efera semnalul negativ (masa sursei de alimentare).

Atunci cand iesirea foloseste ambii tranzistori atat cele PNP cat si cel NPN senzorul se numeste cu iesirere COMPLEMENTAR sau BIVALENT sau PUSH-PULL. Avantajul este pe de o parte universalitatea folosirii lui dar in special frecventa ridicata de comutare putand fi folosit in circuite de numarare sau depistare rapida.

Dupa forma capului senzor:

flush (cap ingropat) si non-flush (cap aparent). Cel non-flush are camp de detectie largit, dar este sensibil pe partea laterala.

Dupa forma constructiva:

cilindric, rectangular, inelar, cadru, cu corp metalic sau din plastic.

Cu conector sau direct cu cablu.

Rezistent la temperatura, presiune sau mediul inconjurator (cablu PUR), rezistent la umiditate (IP67/IP68 -imersie in lichid)

Dupa modul de alimentare

cu doi conductori (sarcina se inseriaza cu senzorul si cu sursa de alimentare -tip NAMUR)

cu trei sau patru conductori cand sarcina se distribuie fata de plusul saun minusul sursei de alimentare.

Permit iesiri de tip logic si analogic sa RS232/485

Dupa felul alimentarii:

de curent continuu si de curent alternativ

Constructie speciala:

Senzor de tip Asi interface, permite conectarea in structuri descentralizate de tip Asi. Este incompatibil electric cu cei clasici.

Senzorii optici sunt in principiu de acelasi tip ca si cei inductivi insa dupa principiul receptiei fascicolului optic sunt:

Tip bariera optica (cu emitator si receptor separat)

Tip reflectiv (se foloseste o banda reflectorizanta tip "ochi de pisica")

Tip retroreflectiv (spotul optic se intoarce la emitator, reflectat de catre subiect)

Exista constructie normala cu emisie LED in spectrul IR, vizibil si UV, precum si cu dioda LASER ptr. distante si precizii marite.

Permit selectarea culorii detectate

Permit iesiri de tip logic si analogic sa RS232/485

Senzorii magnetici sunt folositi in principiu la detectarea pozitiei de deplasare sau al capetelor de cursa. (cilindri hidraulici sau pneumatici, senzori de nivel sau debitmetre)

In cazul unui cilindru pneumatic de ex., in corpul pistonului este amplasat un magnet permanent care actioneaza senzorul amplasat pe corpul cilindrului. Senzorul poate fi de tip pasiv (un contact REED) sau de tip activ (electronic cu senzor HALL). In cazul REED magnetul inchide contactul senzorului pe cand in cazul detectorului HALL, magnetul actioneaza in final o iesire de tip tranzistor NPN sau PNP.

Rotative

rotativ - single turn ( cu o singura rotire)

rotativ - multi turn (rotore fara capat)

Liniare tip rigla de masura

deschise ( rigla optica de masura este expusa)

inchise (rigla optica de masura este ascunsa si protejata fata de mediu). Exista si constructia speciala cu presurizare cu aer de joasa presiune ptr. a nu permite impuritatilor sa intre in zona riglei.

Dupa natura semnalului de iesire:

Analogice

cu iesire in curent 11mA

cu iesire in tensiune 1Vss

Digitale

tip TTL sau HTL

tip SSI

Dupa modul de evaluare al citirii

incremental, valoarea citita este raportata in permanenta la prezenta unor semnale de referinta

absolut, valoarea deplasarii este citita discret

Principiul de functionare se bazeaza prin existenta unui sector de cerc sau rigle optice gradate foarte precis cu semne ce pot fi evaluate de catre un cap de citire optic. In principiu se evalueaza trei tipuri de semnale. Doua dintre semnale sunt defazate intre ele cu 90 de grade si folosesc la numararea semnelor de pe rigla iar al treilea semnal reprezinta semnalul de referinta R fata de care incepe numararea semnalelor de pe cele doua canale A si B aflate in cuadratura. Se poate afla stftel usor atat sensul de deplasare cat si distanta exacta, fata de un anumit pct. de referinta.

Comenzi numerice

PLC-uri

Reprezinta un aparat de automatizare conceput in jurul unui microprocesor capabil ca prin intermediul unor interfete de intrari/iesiri (hardware) si al unui algoritm de calcul programat (software) sa stabileasca relatiile logice dintre elementele de intrare si cele de iesire, pe baza algoritmului programat.

Este compus din unitatea centrala, interfata I/O, interfata ptr. programare, sursa de alimentare (hardware) si platforma de programare, programul utilizator, mediul de programare (software).

Organizarea este facuta la nivel de blocuri (de sistem si de utilizator), fiecare bloc fiind programat

In mod corespunzator conform aplicatiei dorite. Blocurile sunt dedicate unor sarcini specifice, precum OB blocuri de organizare, FC blocuri de comanda, DB blocuri de date, s.a.m.d

Blocurile de sistem sunt inscrise in EPROM si nu pot fi sterse, ele sunt apelate de sistem si au insemnatate speciala (tratarea intreruperilor, repornirea sistemului, conversia semnalelor, comunicatia cu perifericele). Foarte importante sunt viteza si capacitatea de memorare in CPU, acestea dictand si numarul maxim de I/O ce pot fi atasate sistemului PLC.

OB1

Segment 1

CALL FC1

Segment 2

AN T2

L S5T#500ms

SE T1

AN T1

L S5T#500ms

SE T2

PC-uri

Tastatura PS/2, USB sau wireless

Mouse serial,PS/2, USB sau wireless.

Imprimantab Paralel sau USB

Multimedia prin placa video si placa audio. Se poate folosi portul S-video ptr. terminale externe.

Monitor analog sau digital conectat la portul corespunzator al placii video.

Cititor de medii de memorare USB, PCMCIA, MMC.

Modem prin portul Phone/Modem RJ11

Retea TCP/IP prin placa de retea cu conector RJ45 sau prin adaptor radio (Bluetooth)

Se poate transmite prin :

cablu serial cu soft adaptat (PCIN)

cablu paralel cu soft adaptat (Total Commander)

cablu adaptor USB cu soft dedicat

Cablu telefonic prin placile de modem(necesita configurare si soft special -PCAnywhere)

Cablu UTP/Retea prin placi de retea (necesita configurarea calculatoarelor)

Se deconecteaza PC-ul.

Se monteaza noul hard ca slave sau prin selectarea cablului IDE.

Se porneste calculatorul si se acceseaza configurarea HDD in BIOS. Se recunoaste noul HDD (recunoasterea fizica a echipamentului)

Se intra in modul de operare normal si se comanda formaterea noului HDD in modul pe care il dorim (recunoasterea logica a noului HDD).

Se poate apoi instala programul dorit pe noul HDD.

In principiu MSDOS (Microsoft Disk Operating System) cu variantele de software 5.00 si 6.22.

WIN3.11 (FAT), WIN95 (FAT), WIN98 (FAT), WINNT (NTFS, FAT), WINXP (NTFS, FAT)

Sistemele FAT nu pot citi formatul NTFS. Sistemele au evoluat de la capacitatea de accesare pe 16 apoi pe 32 si mai apoi pe64 biti si 128 biti. Compatibilitatea este asigurata doar in sensul dezvoltarii de platforme noi. Platformele mai vechi nu pot lucra cu sisteme de operare ce necesita resurse puternice (lucrul cu magistrale de 64biti sua gestiune de memorie mare).

Se foloseste un soft special (ex. Norton Ghost) Hard diskul ptr. clonat trebuie mai intai scanat impotriva virusilor. Mai apoi se dezactiveaza programul antivirus si se creaza un fisier imagine al partitiilor pe care vrem sa le clonam.

Hard diskul nou trebuie sa aiba cel putin aceasi marime ca si sursa pe care am clonat-o.

Clona se va restaura pe noua platforma PC Acest fisier poate fi pastrat local iar clona se face atasand noul HDD la PC-ul vechi (local). Se mai poate salva imaginea Ghost pe mediu mobil (CD sau DVD, clona facandu-se pe noul PC pe care s-a montat noul HDD si unde se va rula CD/DVD -ul imagine pe care Norton Ghost il face bootabil. Se poate folosi si o discheta de start-up cu ajutorul careia se poate porni noul calculator si se poate accesa CD/DVD-ul unde se afla fisierul imagine.

Noul HDD va fi identic cu cel a carui imagine am creat-o insa noul PC fiind diferit de cel original vom avea nevoie de driverele echipamentelor diferite din platforma noului PC. In mod contrar noua platforma s-ar putea sa functioneze doar cu resurse limitate.

Masini cu comanda numerica

Masina cu comanda numerica realizeaza prelucrarea pieselor dupa un program introdus in unitatea de calcul a masinii (NCK), aceasta urmand a calcula toate operatiile necesare si apoi transmiterea lor catre organele de actionare electromecanice.

Partea mecanica

Are la baza o structura de actionare pe axe de prelucrare (axe geometrice ce definesc axele fizice ale masinii), longitudinale sau rotative, functie de specificul masinii unealta.

Partea electrica

Modeleaza axele mecanice in axe fizice si apoi in axe electrice.

Axele electrice sunt tratate apoi ca axe logice la nivelul software si sunt actionate de catre motoare de pozitionare (de curent continuu, pas cu pas sau servomotoare) pe baza software-lui procesat de NC (Numerical Control- controlul numeric). NC-ul comanda direct partea de actionare electrica prin intermediul interfetei programabile PLC care este adaptata (programata) la nevoile intrarilor si iesirilor de comanda I/O.

Partea de echipament contine si o interfata de dialog om-masina denumita generic HMI Human Machine Interface- interfata om/masina). HMI-ul este compus la randu-i din panoul de operare OP (Operator Panel- panou de operare) cu afisaj si tastaturi de comanda denumite MCP (Machine Control Panel- panoul de comanda a masinii).

Intre partea de HMI si NC se mai afla o structura de PC industrial denumit MMC sau PCU (Personal Computer Unit). Acest PC transfera informatiile de la HMI catre NC si viceversa. El poate stoca jurnale de date, arhive de programme si aplicatii ajutatoare exploatarii si depanarii aplicatiilor si echipamentului. Tot prin intermediul sau masina poate fi integrata intr-o retea de prelucrare admninistrata de la un rang superior, asa cum un PC obisnuit se poate conecta in retea cu alte PC-uri.

Ce sunt axele principale ? Dar cele secundare ?

Axele principale sunt axele care modeleaza structura geometrica a masinii, dupa care se efectueaza prelucrarea materialului. Axele secundare sunt numite si axe ajutatoare care nu intra direct in procesul de prelucrare (axa magaziei de scule sau axa arborelui principal cand acesta nu este folosit ca pozitionare). Cu cat mai multe axe principale cu atat masina unealta este mai flexibila si permite o prelucrare universala (strunjire, frezare, etc.)

Canalul de prelucrare reprezinta o grupare logica a axelor masinii. Atat timp cat canalul nu este selectat axele continute in canalul respectiv nu pot prelucra. Sarcinile complexe ale masinilor unealta pot fi grupate in mai multe canale, fiecare canal fiind tratat (calculatia NC) separat.

Cum se realizeaza o pozitionare cat mai exacta ? cate sisteme de masura sunt necesare ? cum se poate renunta la un sistem de masura in cazul configuratiei SI ?

Pentru a putea obtine performante superioare vis-a-vis de precizia de prelucrare se folosesc sisteme duble de evaluare a deplasarii axelor de prelucrare. Un sistem de masura (principal) se afla incorporat in motorul de actionare si foloseste la stabilizarea buclei de turatie. Un al doilea sistem de masura (secundar) se afla in stransa relatie cu masa de lucru a masinii, citind informatia direct din deplasarea axei masinii. Se evita astfel inlaturarea erorilor de citire datorate jocurilor mecanice inerente. Acest sistem de masura inchide bucla de pozitionare a axei masinii. Cele doua sisteme de masura sunt in permanenta suprevegheate de catre unitatea de Servoactionare comandata de catre NC. In cazul aparitiei unor diferente majore intre datele celor doua sisteme (configurabil) sistemul NC va reactiona, anuntand HMI-ul despre aceasta. In caz extrem va lua decizia de oprire a prelucrarii (STOP URGENTA) .

In sistemele Safety Integrated -SI ptr. a putea renunta la unul din sistelele de masura (cel secundar) trebuie intai facut un back-up al datelor NC+Compensare. Apoi se deconecteaza sistemul secundar si se poate comanda axa folosind doar sistemul de masura al motorului. La reconectarea sistemului secundar masina trebuie 'invatata' cu noul sistem de masura si efectuat testul de acceptanta. Masina se deplaseaza pe axa intr-o pozitie cunoscuta, se copiaza datele din sistemul principal in cel secundar, se salveaza si apoi se confirma testul de acceptanta.