Predavanja Osnove mehatronike 6 - lrtme - Univerza v Ljubljani

Številski sistemiUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoU100 % ali "1""1"0 % ali "0"t"0"Slika 2.1: Določanje dveh stanj spomočjo stikalaSlika 2.2: Pasova za določanjenivojev logičnih stanj 0 in 1Mehatronika – Vanja Ambrožič3

Številski sistemiUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehniko1 bit 2 bita 3 biti0 00 0001 01 00110 01011 011100101110111Tabela 2.1: Enobitne, dvobitne in tribitne podatkovne enoteMehatronika – Vanja Ambrožič4

Številski sistemiUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikonibble0110 = 0·2 3 + 1·2 2 + 1·2 1 + 0·2 0 = 0 + 4 + 2 + 0 = 6 DECSlika 2.3: Pretvorba iz binarne v decimalno kodoMehatronika – Vanja Ambrožič5

Številski sistemiUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoBINHEXdecimalnapredznačenadecimalnanepredznačena1000 0000 0000 0000 8000 -32768 327681000 0000 0000 0001 8001 -32767 327691000 0000 0000 0010 8002 -32766 327701111 1111 1111 1110 FFFE -2 655341111 1111 1111 1111 FFFF -1 655350000 0000 0000 0000 0000 0 00000 0000 0000 0001 0001 1 10000 0000 0000 0010 0002 2 20111 1111 1111 1110 7FFE 32766 327660111 1111 1111 1111 7FFF 32767 32767Tabela 2.3: Nekatere vrednosti predznačenih in nepredznačenih števil v 16-bitnem formatuMehatronika – Vanja Ambrožič8

Številski sistemiUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehniko--1 DEC01 DEC+FFFF HEX0 HEX 0001HEX-16384 DECC000 HEX4000 HEX16384 DEC8001 HEX 7FFF HEX8000 HEX-32767 DEC 32767 DEC-32768 DECSlika 2.4: Prikaz pozitivnih in negativnih števil v 16-bitnem formatuMehatronika – Vanja Ambrožič9

Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoSkupinaŠtevilskifunkcijsistemiPrimerLogično krmiljenje:• binarna logika • IN, ALI, NE, XOR, flip-flop,• časovniki • zakasnitev vklopa, zakasnitev izklopa, časovnoomejen pulz• števci • prištevanje in odštevanje pulzovKoračno krmiljenjekoračni funkcijski načrtProcesiranje signalov/podatkov:• procesiranje analognih • PID, integriranje, filtriranjesignalov• matematične funkcije • osnovna aritmetika: seštevanje, odštevanje,množenje in deljenje,• razširjena aritmetika: npr. kvadratni koren,trigonometrične funkcije• primerjave: manjši, večji, enak• obdelava podatkov • izbira, organizacija, formatiranje, prenosFunkcije vmesnika:• vhodi/izhodi • analogni in digitalni vhodni/izhodni moduli• drugi sistemi • komunikacijski protokoli,• HMI * • prikazovanje, ukazi• tiskalniki • sporočila, poročilaNadzor nad izvajanjemperiodična izvajanja;izvajanja, odvisna od dogodkov* Human-Machine Interface (vmesnik človek-stroj) funkcije skrbijo za povezavo med operaterjem, funkcijamiza procesiranje signalov ter strojem/procesom.Tabela 3.1: Povzetek programirljivih funkcijMehatronika – Vanja Ambrožič10

IdentitetaUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoI Q0 01 1Slika 3.1:Izjavnostna tabela zaidentitetoSlika 3.2: Grafični simbolza identitetoSlika 3.4: Realizacijaidentitete s tranzistorskimvezjemSlika 3.3: Simbol za identiteto z relejnimi elementiSlika 3.6: Realizacija identitete spomočjo pnevmatskega elementaSlika 3.5: Realizacija identitete zelektromehanskim elementomMehatronika – Vanja Ambrožič11

Logična funkcija NE (negacija)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoI Q0 11 0Slika 3.7: Grafični logičnisimbol za funkcijo NESlika 3.8: Simbolična relejnashema za logično negacijoSlika 3.9: Realizacija logičnefunkcije NE spolprevodniškimi elementiSlika 3.10: Realizacijafunkcije NE z relejiSlika 3.11: Realizacijalogične funkcije NE spnevmatskimi elementiMehatronika – Vanja Ambrožič12

Logična funkcija INUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoI1 I2 Q0 0 00 1 01 0 01 1 1Slika 3.12: Logični simbolza funkcijo INSlika 3.13: Relejna shemalogične funkcije INSlika 3.14: Realizacija logičnefunkcije IN s polprevodniškimielementiSlika 3.15: Realizacijalogične funkcije IN z relejemSlika 3.16: Realizacijalogične funkcije IN spnevmatskimi elementiMehatronika – Vanja Ambrožič13

Logična funkcija ALIUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoI1 I2 Q0 0 00 1 11 0 11 1 1I1I21 >=QSlika 3.17: Grafični simbol člena ALI za logičnoshemo in kontaktni načrtSlika 3.18: Realizacijalogične funkcije ALI spolprevodniškimi elementiSlika 3.19: Realizacijalogične funkcije ALI zelektromehanskimi elementiSlika 3.20: Realizacijalogične funkcije ALI spnevmatskimi elementiMehatronika – Vanja Ambrožič14

Funkcija NE-IN (1)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoI1 I2 Q0 0 10 1 11 0 11 1 0Slika 3.21: Logični simbol za funkcijo NE-INSlika 3.22: Relejni simbol zafunkcijo NE-INSlika 3.23: Realizacijalogične funkcije NE-IN spolprevodniškimi elementiSlika 3.24: Realizacijalogične funkcije NE-IN z relejemMehatronika – Vanja Ambrožič15

Funkcija NE-IN (2)QUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoI1I2>=1QI1I2Slika 3.25: Realizacija logičnefunkcije NE-IN s pnevmatskimielementiI1 I2 I1 I2 Q0 0 1 1 10 1 1 0 11 0 0 1 11 1 0 0 0Mehatronika – Vanja Ambrožič16

Funkcija NE-ALI (1)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoI1 I2 Q0 0 10 1 01 0 01 1 0I1I21 QSlika 3.26: Logičnisimbol za funkcijo NE-ALISlika 3.27: Možna realizacijafunkcije NE-ALI vpolprevodniški tehnikiSlika 3.28: Kontaktni načrt zamožno realizacijo funkcije NE-ALIMehatronika – Vanja Ambrožič17

Funkcija NE-ALI (2)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoSlika 3.29: Možni realizaciji funkcije NE-ALI z relejiQI1I2Slika 3.30: Realizacija logične funkcije NE-ALI v pnevmatski tehnikiMehatronika – Vanja Ambrožič18

Funkcija EKSKLUZIVNI-ALI (antivalenca) (1)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoI1 I2 Q0 0 00 1 11 0 11 1 0Slika 3.31: Logični simbolza funkcijoEKSKLUZIVNI ALISlika 3.32: Kontaktni načrt zafunkcijo EKSKLUZIVNI ALISlika 3.33: Realizacija funkcije EKSKLUZIVNI ALI s pnevmatskimi elementiMehatronika – Vanja Ambrožič19

Funkcija EKSKLUZIVNI-ALI (antivalenca) (2)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoSlika 3.34: Simbol za logično funkcijoLIHA PARITETASlika 3.35: Simbol za logičnofunkcijo " m IN NATANKO m "Mehatronika – Vanja Ambrožič20

Funkcija EKSKLUZIVNI-IN (ekvivalenca)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoI1 I2 Q0 0 10 1 01 0 01 1 1I1I2=QSlika 3.36: Grafični simbolza logično funkcijoEKSKLUZIVNI INSlika 3.37: Relejna shemafunkcije EKSKLUZIVNI INSlika 3.38: Realizacija logičnefunkcije z relejiSlika 3.39: Realizacija logičnefunkcije s pnevmatskimi elementiMehatronika – Vanja Ambrožič21

Dinamična logična funkcijaUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoSlika 3.40: Dinamična logična funkcijaCLKQSlika 3.42: Dodatna simbola za dinamični funkciji za ugotavljanjenaraščajoče (levo) in padajoče straniceMehatronika – Vanja Ambrožič22

RS pomnilna celica (1)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoa) b)Slika 3.43: RS pomnilnik: a) simbol po SIST EN 61131-3, b)realizacija s kombinacijskimi vezjiSlika 3.44: Časovni potek pri RS pomnilni celiciMehatronika – Vanja Ambrožič23

RS pomnilna celica (2)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoa) b)Sllika 3.45: SR pomnilnik: a) simbol po SIST EN 61131-3,b) realizacija s kombinacijskimi vezjiSlika 3.46: "Popolni" grafični simbol za RS pomnilno celicoMehatronika – Vanja Ambrožič24

Dinamična pomnilna celica JKUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoSlika 3.47: Grafični simbol za JKpomnilno celicoJ K C Q1 0 0 ali 1 ni sprememb0 1 0 ali 1 ni sprememb1 0 0 → 1 11 0 1 → 0 ni sprememb0 1 0 → 1 00 1 1 → 0 ni sprememb1 1 0, 1, 1 → 0 ni sprememb1 1 0 → 1 sprememba stanja izhoda(0 → 1 ali 1 → 0)Slika 3.48: Časovni potek signalov za JKpomnilno celico z dinamičnim vhodom, kideluje na naraščajočo stranicoTabela 3.2: Stanja izhoda JKpomnilnika v odvisnosti odpripravljalnih vhodov indinamičnega vhodaMehatronika – Vanja Ambrožič25

Časovne funkcije (1)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoSlika 3.49: Simbol časovne funkcije poSIST EN 61131-3Slika 3.50: Časovna funkcija "pulz"Mehatronika – Vanja Ambrožič26

Časovne funkcije (2)Univerza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoSlika 3.51: Časovna funkcija "zakasnitev vklopa"Slika 3.52: Časovna funkcija "zakasnitev izklopa"Mehatronika – Vanja Ambrožič27

Števni funkcijiUniverza v LjubljaniFakulteta za elektrotehnikoSlika 3.53: Grafični simbol za funkcijo "štetje navzgor"Slika 3.54: Grafični simbol za funkcijo "štetje navzdol"Mehatronika – Vanja Ambrožič28