Задание.

Автоматизированные ворота управляются двигателем постоянного тока.

Составьте проект автоматизированных ворот, который содержал бы следующие условия:

1. защита от короткого замыкания и управление воротами (вариант 1),
2. защита от моментального реверса (вариант 2),
3. защита от пробуксовки мотора (вариант 3).

 

Рис. 1. Схема устройства.

Ход работы.

1. Спецификация.

Таблица 1. Используемые элементы.

№	Символ	Назначение	Основные характеристики
1	S1	кнопка „открыть”	без фиксатора, н.о.
2	S2	кнопка „открыть”	без фиксатора, н.о.
3	S3	аварийная кнопка	с фиксатором, н.з.
4	S4	ворота закрыты	концевой выключатель
5	S5	ворота открыты	концевой выключатель
6	Мootor1	мотор, привод	24VDC; для реверса изменять полярность
7	К1	вращение в направлении „открыть”	необходима защита от одновременного включения реле
8	К2	вращение в направлении „закрыть”	необходима защита от одновременного включения реле
9	H1	светофор, красный	горит всегда, когда не горит Н2 или мигает при нажатой аварийной кнопке
10	H2	светофор, зеленый	ворота открыты

2. Электрическая схема управления мотором.

Шаг 1. Создать электрическую схему, с помощью которой можно изменять направление вращения мотора.

Рис. 2. Электрическая схема управления мотором.

Решение. Электрическая схема 1.

Недостаток решения 1: при одновременном включении обоих реле произойдет короткое замыкание.

Шаг 2. Развить электрическую схему для защиты от короткого замыкания.

Решение: необходимо реализовать логическое условие:

1. set K1, если no K2

2. set K2, если no K1

Таким образом, в одной цепи должны быть:

1. Мотор вращается в направлении открытия ворот: н.о. контакт К1 и н.з. К2

2. Мотор вращается в направлении закрытия ворот: н.о. контакт К2 и н.з. К1

Решение 2.

Рис. 3. Электрическая схема с защитой от короткого замыкания.

Шаг 3. Исключение короткого замыкания программным способом:

set K1, если „открыть” and no K2.

set K2, если „закрыть” and no K1.

3. Закончить таблицу символов.

Таблица 2.

Символ	Адрес	Комментарий
S1	I1	кнопка „открыть”
S2
S3
S4
S5
K1	Q1	вращение в направлении „открыть”
K2
H1
H2

3. Закончить аналитическое описание. Вариант 1.

Открыть

Мотор вращается + (set К1), если S1…… K2 … S3

Остановить

Остановить мотор (reset К1), если S?… … S3

Закрыть

Мотор вращается - (set К2), если S2… … K1 … S3

Остановить

Остановить мотор (reset К2), если S?…… S3

Лампа H2 (зеленая)

H2 горит, если S?

Лампа H1 (красная)

постоянно или мигает

H1 горит, если (… H2… S?)… (… S3→generaator)

Аналитическое описание. Решение.

Открыть

Мотор вращается + (set К1), если S1 and no K2 and S3

Остановить

Остановить мотор (reset К1), если S5 or no S3

Закрыть

Мотор вращается - (set К2), если S2 and no K1 and S3

Остановить

Остановить мотор (reset К2), если S4 or no S3

Лампа H2 (зеленая)

H2 горит, если S5

Лампа H1 (красная)

постоянно or мигает

H1 горит, если (no H2 and S3) or (no S3→generaator)

4. Закончить FBD. Вариант 1.

Рис. 4. FBD. Закончить.

FBD. Решение.

Вариант 2. Развитие варианта 1.

По причине пробуксовки муфты сцепления ворота могут остановиться, несмотря на то, что мотор продолжает работать! В этом случае мотор должен отключиться автоматически через определенное время (большее, чем время открытия).

Закончить аналитическое описание.

Открыть

set К1, kui S1 and no K2 and S3

Остановить

reset К1, если S5 or no S3 ... M2

M2 = (… or …)→TON1(Т)

Т – задержка больше, чем время открытия или закрытия ворот.

Закрыть

set К2, kui S2 and no K1 and S3

Остановить

reset К2, если S4 or no S3 ... M2

Вариант 3. Развитие варианта 1.

Решить проблему: нельзя моментально изменять направление вращения! (после любой остановки требуется время (2 сек.) для остановки вала двигателя). Имеется две возможности: с запоминанием сигнала старта (который был дан в запрещенное время), или без него.

Закончить аналитическое описание.

Открыть

set К1, если S1 and no K2 and S3 … M1

M1=( … and …)→TON1(2s)

Закрыть

set К2, kui S2 and no K1 and S3 … M1

Закончить FBD.

Рис. 5. FBD. Вариант 3. Закончить.