szerkesztette: ferenczi ildikózeus.nyf.hu/~elat/automatika_i.pdf · 2018. 10. 30. · villamos...
TRANSCRIPT
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
1
Automatizaacutelaacutesi alapismeretek
I reacutesz Vezeacuterleacutestechnika
Szerkesztette
Ferenczi Ildikoacute
A tananyag elkeacutesziacuteteacuteseacutet a bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a
Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo az EFOP-351-16-2017-00017 szaacutemuacute projekt taacutemogatta A projekt az Euroacutepai Unioacute taacutemogataacutesaacuteval az Euroacutepai Szociaacutelis Alap taacutersfinansziacuterozaacutesaacuteval valoacutesul meg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
2
Szerkesztő Ferenczi Ildikoacute
Szerző Ferenczi Ildikoacute
Lektor Dr Ferenczi Istvaacuten
Keacutezirat lezaacuterva 2018 10 15
ISBN 978 615 5545 82 5
Kiadja a NYIacuteREGHAacuteZI EGYETEM
2018
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
3
TARTALOMJEGYZEacuteK
1 BEVEZETEacuteS AZ IRAacuteNYIacuteTAacuteSTECHNIKAacuteBA 5
11 Toumlrteacuteneti aacutettekinteacutes 5 111 Szerszaacutemok eacutes geacutepek 5 112 A gőzgeacutepek korszaka 7 113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes 8
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok 10 121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei 11 122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa 11 123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek 14 124 Mintaveacutetelezett jelek 15 125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve 16 126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve 18
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA 19 21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői 19 22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3] 21
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK 23 31 Maacutegneskapcsoloacutek 23 32 Releacutek 24 33 Hőreleacutek 26 34 Időreleacutek 28 35 Maacutegnesszelepek [3] 29 36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3] 29 37 Villamos motorok 30
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok 30 372 Frekvenciavaacuteltoacutek 37 373 Egyenaacuteramuacute motorok 38
38 Pneumatikus munkahengerek 40 4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK 43
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők 43 42 Optikai eacuterzeacutekelők 44
421 Fotoellenaacutellaacutesok 45 422 Fotodioacuteda 45 423 Fototranzisztor 46 424 Optocsatoloacutek [10] 47 425 Optikai kapuk (fotocellaacutek) 48 426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4] 49 427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11] 52 428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők 53
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK 55 51 Huzalozott vezeacuterleacutesek 55
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3] 56 512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3] 57 513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek 58 513 Alapkapcsolaacutesok 58
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek 60
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
4
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny 61 522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny 62 523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny 63
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek 64 6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK 66
61 Mikroprocesszorok 66 611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes 69 612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes 70
62 Mikrokontrollerek 71 621 INTEL 80C51 mikrikontroller 71 622 PIC mikrokontroller csalaacuted 74
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők 75 631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei 76 632 Műkoumldeacutesi elv 78 633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei 79
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM 80
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
5
1 BEVEZETEacuteS AZ IRAacuteNYIacuteTAacuteSTECHNIKAacuteBA
11 Toumlrteacuteneti aacutettekinteacutes
Amioacuteta az ember megjelent a foumlldoumln mindig arra toumlrekedett hogy a megeacutelheteacuteseacutet biztosiacutetoacute
folyamatokat napi teveacutekenyseacutegeit koumlnnyebbeacute tegye egyszerűsiacutetse csoumlkkentve az erőkifejteacutest
Hamar raacutejoumltt arra hogy egy ruacuted segiacutetseacutegeacutevel sokkal koumlnnyebben tud egy suacutelyos szikladarabot
a barlang bejaacuterataacutehoz goumlrdiacuteteni aneacutelkuumll hogy tudta volna hogy eacuteppen egy egykaruacute emelővel
van dolga Azt is tapasztalta hogy a csontheacutejas gyuumlmoumllcsoumlket egy kő segiacutetseacutegeacutevel koumlnnyedeacuten
ki tudja bontani sőt ha meacuteg egy botot is tud hozzaacute roumlgziacuteteni meacuteg egyszerűbb a feladat pedig
nem ismerte az impulzus-megmaradaacutes toumlrveacutenyeacutet A hosszuacute eacutevezredek alatt amiacuteg a
termeacuteszetben fellelhető taacutergyakat eszkoumlzkeacutent hasznaacutelta kitapasztalta ezeknek a joacute eacutes rossz
tulajdonsaacutegait melyik forma mire joacute milyen anyag mire hasznaacutelhatoacute Az idők soraacuten egyre
toumlkeacuteletesebb szerszaacutemokat keacutesziacutetett Korszerűsiacutetett formaacuteban neacutemelyikuumlket meacuteg a mai napig
is hasznaacuteljuk
111 Szerszaacutemok eacutes geacutepek
A szerszaacutemok olyan eszkoumlzoumlk amelyek segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző feladatokat koumlnnyebben el
lehet veacutegezni Segiacutetik az ember munkaacutejaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez az ember sajaacutet izomerejeacutet
izomzataacutenak energiaacutejaacutet hasznaacutelja Ezek az eszkoumlzoumlk egyszerűek de neacutelkuumlloumlzhetetlenek a
mindennapi eacuteletben Peacuteldaacuteul a kalapaacutecs egy fa nyeacutellel ellaacutetott feacutemdarab neacutelkuumlle viszont
elkeacutepzelhetetlen nagyon sok egyszerű emberi feladat Ugyancsak itt emliacutethetneacutem a
harapoacutefogoacutet Ez maacuter ugyan kicsit bonyolultabb szerszaacutem de neacutelkuumlle peacuteldaacuteul elkeacutepzelhetetlen
a szegek eltaacutevoliacutetaacutesa a faacuteboacutel De sok maacutes egyeacuteb feladatra is alkalmas Eacutes folytathatnaacutem a sort
szaacutemos maacutes egyszerű szerszaacutemmal amelyeknek leacutetezeacuteseacutet ma maacuter termeacuteszetesnek vesszuumlk
nap mint nap hasznaacuteljuk eacutes meg sem fordul a fejuumlnkben mi lenne neacutelkuumlluumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
6
A geacutepek fogalma akkor alakult ki amikor az embereknek olyan berendezeacuteseket sikeruumllt
keacutesziacuteteniuumlk amelyek ugyancsak segiacutetetteacutek a munkaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez szuumlkseacuteges
energiaacutet maacuter nem az emberi izomerő biztosiacutetotta hanem valamilyen kuumllső energiaforraacutes
Amiacuteg a szerszaacutem az emberi erőkifejteacutes hataacutesfokaacutet noumlveli addig a geacutep toumlbbszoumlroumlseacutere erősiacuteti az
emberi teljesiacutetmeacutenyt A geacutepek megjeleneacuteseacutevel uacutej korszak nyiacutelt a termeleacutesi folyamatok
toumlrteacuteneteacuteben [1]
Kezdetben a viacutez energiaacutejaacutet sikeruumllt munkaveacutegzeacutesre biacuterni Az időszaacutemiacutetaacutesunk kezdete utaacuteni
időszakban kezdtek terjedni a viacutezimalmok amelyeket előszoumlr csak gabona őrleacuteseacutere
hasznaacuteltak de hamarosan - maacuter a IV szaacutezadban - megjelentek a fűreacuteszmalmok is Ezek a
geacutepek kuumlloumlnboumlző erőaacutetviteli mechanizmusokat igeacutenyeltek ezeacutert a roacutemaiak megalkottaacutek a
faragott fogaskereacutek-meghajtaacutest A viacutezikerekek a keacuteső koumlzeacutepkorban terjedtek el A XI szaacutezadi
Angliaacuteban 5624 viacutezimalom műkoumldoumltt ami azt jelenti hogy minden 50 csalaacutedra jutott egy A
viacutezi erő alkalmazaacutesa rohamosan terjedt viacutezikerekek hajtottaacutek a gabona- kalloacute- eacutes
fűreacuteszmalmokat a vashaacutemorokat a kendertiloloacutekat a ceacuternasodroacute- eacutes droacutethuacutezoacute geacutepeket a
viacutezemelő eacutes egyeacuteb szerkezeteket (11 aacutebra) [2]
11 aacutebra Viacutez erejeacutet hasznosiacutetoacute fuacuteroacutegeacutep [2]
A viacutezkereacutek elterjedeacutese neacutehaacuteny helyen akadaacutelyokba uumltkoumlzoumltt Az Alpoktoacutel deacutelre a folyoacutek neacuteha
kiszaacuteradtak eacuteszakra pedig teacutelen befagytak Ezeacutert a XII szaacutezad veacutegeacutetől megindult a kutataacutes
maacutes energiaforraacutesok utaacuten A tengerpartokon aacuterapaacutelymalmok eacutepiacuteteacuteseacutevel kiacuteseacuterleteztek de
elkezdteacutek alkalmazni a maacuter koraacutebban Perzsiaacuteban ismert szeacutelmalmokat A perzsa szeacutelmalmok
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
7
mintaacutejaacutera Euroacutepaacuteban viacutezszintes tengellyel eacutepiacutetetteacutek a szeacutelmalmokat mert ebben az esetben a
szeacutel az egeacutesz feluumlleteacuten eacuterte a szeacutelkereket
112 A gőzgeacutepek korszaka
Uacutej energiaforraacutes a geacutepezetek meghajtaacutesaacutera csak a XVII szaacutezad veacutegeacuten jelent meg Ez az uacutej
meghajtaacutesi moacuted a gőzgeacutep volt Azonban meacuteg vagy szaacutez eacutevig nem igazaacuten terjedt el mert a
megfelelő szerszaacutemgeacutepek neacutelkuumll nem tudtak pontos alkatreacuteszeket gyaacutertani ezek szaacutemaacutera
Majd csak az ipari forradalom műszaki uacutejiacutetaacutesai tetteacutek lehetőveacute a gőzgeacutep elterjedeacuteseacutet
A gőz ereje maacuter a roacutemaiak idejeacuten is ismert volt de eacuterdemben nem tudtaacutek hasznosiacutetani Az
első kezdetleges gőzgeacutep megalkotaacutesa 1681-ben a francia Denis Papin neveacutehez fűződik Ezt
keacutesőbb 1705-ben Thomas Newcomen eacutes John Cawley toumlkeacuteletesiacutetett Ez maacuter alkalmas volt viacutez
szivattyuacutezaacutesaacutera (12 aacutebra)
12 aacutebra Newcomen gőzgeacutepe [2]
Gőzgeacutepeket elsősorban a baacutenyaacutek viacutezteleniacuteteacuteseacutere hasznaacuteltak Magyarorszaacutegon 1711-ben
Selmecbaacutenyaacuten uumlzemeltek be gőzgeacutepet amelyet Euroacutepaacuteban előszoumlr hasznaacuteltak uumlzemszerűen
baacutenyaacutek viacutezszivattyuacutezaacutesaacutera
A baacutenyaacuteszaton kiacutevuumll Angliaacuteban a textilipar jelentette a huacutezoacuteerőt Az angliai textilipar
hatalmas fejlődeacutesen ment keresztuumll a XVIII szaacutezadig eacutes nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterult az ipari
forradalom megindulaacutesaacutehoz A gyorsan noumlvekvő termeleacutes hataacutesaacutera estek az aacuterak eacutes nőtt a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
8
kereslet a lakossaacuteg szegeacutenyebb koumlreiben is A XVIII szaacutezad koumlzepeacuten a textilipar maacuter nem biacutert
leacutepeacutest tartani a kereslettel Előszoumlr a munkaacutesok szaacutemaacutet noumlvelteacutek de egy idő utaacuten ez sem
vezetett eredmeacutenyre A megoldaacutest itt is a geacutepesiacuteteacutes jelentette 1764-ben James Hargreaves
megalkotta a fonoacute Jenny-t amely egyszerre nyolc csavart fonalszaacutelat tudott előaacutelliacutetani
1768-ban Richard Arkwright viacutezierő-meghajtaacutesuacute fonoacutegeacutepet keacutesziacutetett amely sodort laacutencfonalat
aacutelliacutetott elő
Az ipari fejlődeacutes szuumlkseacutegesseacute tette az aacuteru- eacutes szemeacutelyszaacutelliacutetaacutes fejlődeacuteseacutet is Angliaacuteban
megindult a vasuacutet- eacutes csatornaeacutepiacuteteacutesi laacutez Kezdetben meacuteg loacutevasutakat eacutepiacutetettek mert a lovak
nagyobb terhet tudtak a vasboacutel keacuteszuumllt siacuteneken vontatni mint az utakon Koumlzben a baacutenyaacutek
viacutezteleniacuteteacutese is tovaacutebb fejlődoumltt a gőzgeacutepek segiacutetseacutegeacutevel de az igazi eredmeacutenyt a James Watt
aacuteltal 1784-ben eacutepiacutetett automata szelepvezeacuterleacutesű gőzgeacutep jelentette Innen maacuter csak egy leacutepeacutes
volt haacutetra az első gőzmozdony elkeacutesziacuteteacuteseacuteig Ez 1814-ben George Stephenson neveacutehez
fűződik Angliaacuteban 1825 szeptember 27-eacuten nyiacutelt meg az első szemeacutelyszaacutelliacutetaacutesra is hasznaacutelt
gőzvasuacutetvonal a Stockton eacutes Darlington koumlzoumltti 39 km-es taacutevon Angliaacutet koumlvette Amerika
1829-ben Belgium 1834-ben Neacutemetorszaacuteg 1835-ben Oroszorszaacuteg 1837-ben
Magyarorszaacutegon 1846 juacutelius 15-eacuten indult meg a vasuacuteti koumlzlekedeacutes a Pest eacutes Vaacutec koumlzoumltti
vonalon A vasuacutetvonalak kieacutepiacuteteacutese jelentősen megkoumlnnyiacutetette a nyersanyagszaacutelliacutetaacutest eacutes az
aacuteruszaacutelliacutetaacutest A megtermelt javakat koumlnnyen el lehetett juttatni taacutevoli teruumlletekre is Ez uacutejabb
loumlkeacutest adott az ipar fejlődeacuteseacutenek eacutes a kereskedelemnek
113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes
A szerszaacutemgeacutepek megjeleneacutese az 1800-as eacutevek elejeacutere tehető Megjelent a gőzzel hajtott
gyalugeacutep fuacuteroacutegeacutep eacutes eszterga Ezek a szerszaacutemgeacutepek uacutej taacutevlatokat nyitottak a geacutepgyaacutertaacutes
tereacuten A textilipar geacutepesiacuteteacutese eacutes a geacutepek folyamatos fejleszteacutese azt eredmeacutenyezte hogy 1830-
toacutel 1900-ig a szoumlvőszeacutekek 7-szer gyorsabbak lettek A fejlődeacutesi folyamatban most a varraacutes
bizonyult a leglassabbnak Varroacutegeacutepet előszoumlr 1846-ban Elias Howe dobott a piacra amellyel
a varraacutes oumltszoumlr gyorsabb lett A varroacutegeacutepek gyaacutertaacutesa is lendiacutetett a szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacuteson
1870-ben Amerikaacuteban csak a Singer ceacuteg 465 ezer varroacutegeacutepet gyaacutertott
Az 1860-as eacutevekben keacutet uacutej erőgeacutep laacutetott napvilaacutegot az egyik a gaacutezmotor a maacutesik a
villanymotor A gaacutezmotort a francia Eacutetienne Lenoir aacutelliacutetotta elő majd Nikolaus August Otto
Wilhelm Maybach eacutes Karl Benz fejlesztette tovaacutebb eacutes az 1880-as eacutevekre megszuumlletett a
benzinmotor 1897-re Rudolf Diesel megalkotta a kompresszioacutes belső eacutegeacutesű motort
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
9
Az 1884-ben Charles Algernon Parsons aacuteltal toumlkeacuteletesiacutetett gőzturbina segiacutetseacutegeacutevel megindult
a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa A villanymotor maacuter ismert volt (Jedlik Aacutenyos 1825) csak
eacuteppen nem tudtaacutek hasznaacutelni mert elterjedeacuteseacutenek gaacutetat szabott a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa eacutes
szaacutelliacutetaacutesa A vilaacuteg első villamos erőműveacutet Edison alkotta meg amikor erőgeacutepkeacutent gőzgeacutepet
generaacutetorkeacutent egyenaacuteramuacute dinamoacutet alkalmazott De az egyenaacuteram szaacutelliacutetaacutesa tuacutelzottan
veszteseacutegesnek bizonyult Az első leacutegvezeteacutekek az 1890-es eacutevekben eacutepuumlltek miutaacuten a
villamosenergia-előaacutelliacutetaacutesi versengeacutest Edison eacutes Tesla koumlzoumltt veacuteguumll meacutegis Tesla vaacuteltakozoacute
aacuteramuacute megoldaacutesa jelentette
A villamosiacutetaacutes elterjedeacuteseacutevel a gőzgeacutepes vagy viacutezi energiaacutejuacute transzmisszioacutes hajtaacutest egyre
inkaacutebb felvaacuteltja a belsőeacutegeacutesű vagy a villanymotoros hajtaacutes Az 1920-as eacutevekben maacuter
sorozatban gyaacutertjaacutek a villanymotorokat amelyek megalapozzaacutek a korszerű szerszaacutemgeacutepek
műkoumldteteacuteseacutet Villamos motor műkoumldtette a geacutepek fő eacutes melleacutekmozgaacutesok tengelyeit szaacutenjait
egyeacuteb elemeit Ezzel paacuterhuzamosan a sokoldaluacute kutataacutesok eredmeacutenyekeacutent megjelentek az
uacutejfajta elektronikus vezeacuterlő rendszerek
Nagy aacutettoumlreacutest jelentett az 1960-as eacutevektől kezdve a szaacutemvezeacuterleacutes azaz NC (Numerical
Control) technika bevezeteacutese majd a programvezeacuterleacutes a CNC (Computer Numerical Control)
megjeleneacutese azonban a szerszaacutemgeacutepek fejlődeacutese nem aacutellt le a CNC technikaacuteval hanem azoacuteta
is toumlretlenuumll fejlődik A korszerű automatizaacutelt gyaacutertoacutesorokon egyre toumlbb robot veacutegez munkaacutet
főleg olyan helyeken ahol egeacuteszseacutegre aacutertalmas feladatot kell elveacutegezni [2]
Mineacutel magasabb fokuacute az automatizaacutelaacutes mineacutel intelligensebb berendezeacutesek keruumllnek a
gyaacutertoacutesorokra annaacutel kevesebb emberi munkaacutera van szuumlkseacuteg De egy dolgot nem szabad
elfelejtenuumlnk ezeket az intelligens berendezeacuteseacuteket valakiknek meg kell tervezni meg kell
alkotni be kell programozni eacutes uumlzembe kell helyezni Ezeacutert nagyon fontos napjainkban az
oktataacutes szerepe az eacuteletfogytig tartoacute tanulaacutes eacutes a folyamatos munkaerő aacutetkeacutepzeacutes Mert a
joumlvőben egyre inkaacutebb egyre magasabb fokuacute veacutegzettseacuteggel rendelkező munkaerőre lesz
szuumlkseacuteg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
10
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok
Az iraacutenyiacutetaacutestechnika a műszaki tudomaacutenyok azon aacutega amely a műszaki folyamatok
toumlrveacutenyszerűseacutegeivel eacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaival foglalkozik Az iraacutenyiacutetaacutestechnika
taacutergyaacutet azoknak a műszaki technoloacutegiai moacutedszereknek eacutes eljaacuteraacutesoknak az oumlsszesseacutege keacutepezi
amelyeket a megfelelő iraacutenyiacutetoacute berendezeacutesek segiacutetseacutegeacutevel egy előre meghataacuterozott iraacutenyban
tudunk befolyaacutesolni (13 aacutebra) Fő ceacutelja hogy az ember a geacutepesiacutetett folyamatok aloacutel
felszabadiacutethatoacute legyen Az iraacutenyiacutetaacutes tehaacutet a folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutest jelenti egy
bizonyos ceacutel eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben Aacuteltalaacuteban nagy energiaacutejuacute folyamatokat kis energiaacutejuacute
hataacutesokkal befolyaacutesol
13 aacutebra Az iraacutenyiacutetaacutestechnikai rendszer
Az elem iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel tovaacutebb nem bonthatoacute szerkezeti reacutesz Elemnek
tekinthető peacuteldaacuteul egy hőmeacuterseacuteklet eacuterzeacutekelő vagy egy logikai kapu Egy vagy akaacuter toumlbb
alkatreacuteszből is aacutellhat de iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel alkotoacute elemei leacutenyegtelenek
Szervnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetoacuterendszer iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszfeladatait oumlnaacutelloacutean ellaacutetoacute egyseacuteget Egy
vagy toumlbb elemből aacutellhat A szervek koumlzoumltt minden esetben joacutel meghataacuterozhatoacute kapcsolat van
Ezt nevezzuumlk hataacuteslaacutencnak A hataacuteslaacutenc egy joacutel meghataacuterozott sorrendet felteacutetelez az iraacutenyiacutetoacute
rendszer eacutes a folyamat koumlzoumltt [5]
Jelnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel leacutenyeges informaacutecioacutet tartalmazoacute fizikai
mennyiseacuteget de nem minden fizikai mennyiseacuteg tekinthető jelnek Peacuteldaacuteul egy tartaacutely
folyadeacutekszint szabaacutelyozaacutesa szempontjaacuteboacutel a folyadeacutekszint jelnek tekinthető De nem jel a
folyadeacutek hőmeacuterseacuteklete vagy koncentraacutecioacuteja mert ezek a szabaacutelyozaacutes szempontjaacuteboacutel
leacutenyegtelenek
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
2
Szerkesztő Ferenczi Ildikoacute
Szerző Ferenczi Ildikoacute
Lektor Dr Ferenczi Istvaacuten
Keacutezirat lezaacuterva 2018 10 15
ISBN 978 615 5545 82 5
Kiadja a NYIacuteREGHAacuteZI EGYETEM
2018
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
3
TARTALOMJEGYZEacuteK
1 BEVEZETEacuteS AZ IRAacuteNYIacuteTAacuteSTECHNIKAacuteBA 5
11 Toumlrteacuteneti aacutettekinteacutes 5 111 Szerszaacutemok eacutes geacutepek 5 112 A gőzgeacutepek korszaka 7 113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes 8
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok 10 121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei 11 122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa 11 123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek 14 124 Mintaveacutetelezett jelek 15 125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve 16 126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve 18
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA 19 21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői 19 22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3] 21
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK 23 31 Maacutegneskapcsoloacutek 23 32 Releacutek 24 33 Hőreleacutek 26 34 Időreleacutek 28 35 Maacutegnesszelepek [3] 29 36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3] 29 37 Villamos motorok 30
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok 30 372 Frekvenciavaacuteltoacutek 37 373 Egyenaacuteramuacute motorok 38
38 Pneumatikus munkahengerek 40 4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK 43
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők 43 42 Optikai eacuterzeacutekelők 44
421 Fotoellenaacutellaacutesok 45 422 Fotodioacuteda 45 423 Fototranzisztor 46 424 Optocsatoloacutek [10] 47 425 Optikai kapuk (fotocellaacutek) 48 426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4] 49 427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11] 52 428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők 53
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK 55 51 Huzalozott vezeacuterleacutesek 55
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3] 56 512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3] 57 513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek 58 513 Alapkapcsolaacutesok 58
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek 60
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
4
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny 61 522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny 62 523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny 63
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek 64 6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK 66
61 Mikroprocesszorok 66 611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes 69 612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes 70
62 Mikrokontrollerek 71 621 INTEL 80C51 mikrikontroller 71 622 PIC mikrokontroller csalaacuted 74
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők 75 631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei 76 632 Műkoumldeacutesi elv 78 633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei 79
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM 80
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
5
1 BEVEZETEacuteS AZ IRAacuteNYIacuteTAacuteSTECHNIKAacuteBA
11 Toumlrteacuteneti aacutettekinteacutes
Amioacuteta az ember megjelent a foumlldoumln mindig arra toumlrekedett hogy a megeacutelheteacuteseacutet biztosiacutetoacute
folyamatokat napi teveacutekenyseacutegeit koumlnnyebbeacute tegye egyszerűsiacutetse csoumlkkentve az erőkifejteacutest
Hamar raacutejoumltt arra hogy egy ruacuted segiacutetseacutegeacutevel sokkal koumlnnyebben tud egy suacutelyos szikladarabot
a barlang bejaacuterataacutehoz goumlrdiacuteteni aneacutelkuumll hogy tudta volna hogy eacuteppen egy egykaruacute emelővel
van dolga Azt is tapasztalta hogy a csontheacutejas gyuumlmoumllcsoumlket egy kő segiacutetseacutegeacutevel koumlnnyedeacuten
ki tudja bontani sőt ha meacuteg egy botot is tud hozzaacute roumlgziacuteteni meacuteg egyszerűbb a feladat pedig
nem ismerte az impulzus-megmaradaacutes toumlrveacutenyeacutet A hosszuacute eacutevezredek alatt amiacuteg a
termeacuteszetben fellelhető taacutergyakat eszkoumlzkeacutent hasznaacutelta kitapasztalta ezeknek a joacute eacutes rossz
tulajdonsaacutegait melyik forma mire joacute milyen anyag mire hasznaacutelhatoacute Az idők soraacuten egyre
toumlkeacuteletesebb szerszaacutemokat keacutesziacutetett Korszerűsiacutetett formaacuteban neacutemelyikuumlket meacuteg a mai napig
is hasznaacuteljuk
111 Szerszaacutemok eacutes geacutepek
A szerszaacutemok olyan eszkoumlzoumlk amelyek segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző feladatokat koumlnnyebben el
lehet veacutegezni Segiacutetik az ember munkaacutejaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez az ember sajaacutet izomerejeacutet
izomzataacutenak energiaacutejaacutet hasznaacutelja Ezek az eszkoumlzoumlk egyszerűek de neacutelkuumlloumlzhetetlenek a
mindennapi eacuteletben Peacuteldaacuteul a kalapaacutecs egy fa nyeacutellel ellaacutetott feacutemdarab neacutelkuumlle viszont
elkeacutepzelhetetlen nagyon sok egyszerű emberi feladat Ugyancsak itt emliacutethetneacutem a
harapoacutefogoacutet Ez maacuter ugyan kicsit bonyolultabb szerszaacutem de neacutelkuumlle peacuteldaacuteul elkeacutepzelhetetlen
a szegek eltaacutevoliacutetaacutesa a faacuteboacutel De sok maacutes egyeacuteb feladatra is alkalmas Eacutes folytathatnaacutem a sort
szaacutemos maacutes egyszerű szerszaacutemmal amelyeknek leacutetezeacuteseacutet ma maacuter termeacuteszetesnek vesszuumlk
nap mint nap hasznaacuteljuk eacutes meg sem fordul a fejuumlnkben mi lenne neacutelkuumlluumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
6
A geacutepek fogalma akkor alakult ki amikor az embereknek olyan berendezeacuteseket sikeruumllt
keacutesziacuteteniuumlk amelyek ugyancsak segiacutetetteacutek a munkaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez szuumlkseacuteges
energiaacutet maacuter nem az emberi izomerő biztosiacutetotta hanem valamilyen kuumllső energiaforraacutes
Amiacuteg a szerszaacutem az emberi erőkifejteacutes hataacutesfokaacutet noumlveli addig a geacutep toumlbbszoumlroumlseacutere erősiacuteti az
emberi teljesiacutetmeacutenyt A geacutepek megjeleneacuteseacutevel uacutej korszak nyiacutelt a termeleacutesi folyamatok
toumlrteacuteneteacuteben [1]
Kezdetben a viacutez energiaacutejaacutet sikeruumllt munkaveacutegzeacutesre biacuterni Az időszaacutemiacutetaacutesunk kezdete utaacuteni
időszakban kezdtek terjedni a viacutezimalmok amelyeket előszoumlr csak gabona őrleacuteseacutere
hasznaacuteltak de hamarosan - maacuter a IV szaacutezadban - megjelentek a fűreacuteszmalmok is Ezek a
geacutepek kuumlloumlnboumlző erőaacutetviteli mechanizmusokat igeacutenyeltek ezeacutert a roacutemaiak megalkottaacutek a
faragott fogaskereacutek-meghajtaacutest A viacutezikerekek a keacuteső koumlzeacutepkorban terjedtek el A XI szaacutezadi
Angliaacuteban 5624 viacutezimalom műkoumldoumltt ami azt jelenti hogy minden 50 csalaacutedra jutott egy A
viacutezi erő alkalmazaacutesa rohamosan terjedt viacutezikerekek hajtottaacutek a gabona- kalloacute- eacutes
fűreacuteszmalmokat a vashaacutemorokat a kendertiloloacutekat a ceacuternasodroacute- eacutes droacutethuacutezoacute geacutepeket a
viacutezemelő eacutes egyeacuteb szerkezeteket (11 aacutebra) [2]
11 aacutebra Viacutez erejeacutet hasznosiacutetoacute fuacuteroacutegeacutep [2]
A viacutezkereacutek elterjedeacutese neacutehaacuteny helyen akadaacutelyokba uumltkoumlzoumltt Az Alpoktoacutel deacutelre a folyoacutek neacuteha
kiszaacuteradtak eacuteszakra pedig teacutelen befagytak Ezeacutert a XII szaacutezad veacutegeacutetől megindult a kutataacutes
maacutes energiaforraacutesok utaacuten A tengerpartokon aacuterapaacutelymalmok eacutepiacuteteacuteseacutevel kiacuteseacuterleteztek de
elkezdteacutek alkalmazni a maacuter koraacutebban Perzsiaacuteban ismert szeacutelmalmokat A perzsa szeacutelmalmok
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
7
mintaacutejaacutera Euroacutepaacuteban viacutezszintes tengellyel eacutepiacutetetteacutek a szeacutelmalmokat mert ebben az esetben a
szeacutel az egeacutesz feluumlleteacuten eacuterte a szeacutelkereket
112 A gőzgeacutepek korszaka
Uacutej energiaforraacutes a geacutepezetek meghajtaacutesaacutera csak a XVII szaacutezad veacutegeacuten jelent meg Ez az uacutej
meghajtaacutesi moacuted a gőzgeacutep volt Azonban meacuteg vagy szaacutez eacutevig nem igazaacuten terjedt el mert a
megfelelő szerszaacutemgeacutepek neacutelkuumll nem tudtak pontos alkatreacuteszeket gyaacutertani ezek szaacutemaacutera
Majd csak az ipari forradalom műszaki uacutejiacutetaacutesai tetteacutek lehetőveacute a gőzgeacutep elterjedeacuteseacutet
A gőz ereje maacuter a roacutemaiak idejeacuten is ismert volt de eacuterdemben nem tudtaacutek hasznosiacutetani Az
első kezdetleges gőzgeacutep megalkotaacutesa 1681-ben a francia Denis Papin neveacutehez fűződik Ezt
keacutesőbb 1705-ben Thomas Newcomen eacutes John Cawley toumlkeacuteletesiacutetett Ez maacuter alkalmas volt viacutez
szivattyuacutezaacutesaacutera (12 aacutebra)
12 aacutebra Newcomen gőzgeacutepe [2]
Gőzgeacutepeket elsősorban a baacutenyaacutek viacutezteleniacuteteacuteseacutere hasznaacuteltak Magyarorszaacutegon 1711-ben
Selmecbaacutenyaacuten uumlzemeltek be gőzgeacutepet amelyet Euroacutepaacuteban előszoumlr hasznaacuteltak uumlzemszerűen
baacutenyaacutek viacutezszivattyuacutezaacutesaacutera
A baacutenyaacuteszaton kiacutevuumll Angliaacuteban a textilipar jelentette a huacutezoacuteerőt Az angliai textilipar
hatalmas fejlődeacutesen ment keresztuumll a XVIII szaacutezadig eacutes nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterult az ipari
forradalom megindulaacutesaacutehoz A gyorsan noumlvekvő termeleacutes hataacutesaacutera estek az aacuterak eacutes nőtt a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
8
kereslet a lakossaacuteg szegeacutenyebb koumlreiben is A XVIII szaacutezad koumlzepeacuten a textilipar maacuter nem biacutert
leacutepeacutest tartani a kereslettel Előszoumlr a munkaacutesok szaacutemaacutet noumlvelteacutek de egy idő utaacuten ez sem
vezetett eredmeacutenyre A megoldaacutest itt is a geacutepesiacuteteacutes jelentette 1764-ben James Hargreaves
megalkotta a fonoacute Jenny-t amely egyszerre nyolc csavart fonalszaacutelat tudott előaacutelliacutetani
1768-ban Richard Arkwright viacutezierő-meghajtaacutesuacute fonoacutegeacutepet keacutesziacutetett amely sodort laacutencfonalat
aacutelliacutetott elő
Az ipari fejlődeacutes szuumlkseacutegesseacute tette az aacuteru- eacutes szemeacutelyszaacutelliacutetaacutes fejlődeacuteseacutet is Angliaacuteban
megindult a vasuacutet- eacutes csatornaeacutepiacuteteacutesi laacutez Kezdetben meacuteg loacutevasutakat eacutepiacutetettek mert a lovak
nagyobb terhet tudtak a vasboacutel keacuteszuumllt siacuteneken vontatni mint az utakon Koumlzben a baacutenyaacutek
viacutezteleniacuteteacutese is tovaacutebb fejlődoumltt a gőzgeacutepek segiacutetseacutegeacutevel de az igazi eredmeacutenyt a James Watt
aacuteltal 1784-ben eacutepiacutetett automata szelepvezeacuterleacutesű gőzgeacutep jelentette Innen maacuter csak egy leacutepeacutes
volt haacutetra az első gőzmozdony elkeacutesziacuteteacuteseacuteig Ez 1814-ben George Stephenson neveacutehez
fűződik Angliaacuteban 1825 szeptember 27-eacuten nyiacutelt meg az első szemeacutelyszaacutelliacutetaacutesra is hasznaacutelt
gőzvasuacutetvonal a Stockton eacutes Darlington koumlzoumltti 39 km-es taacutevon Angliaacutet koumlvette Amerika
1829-ben Belgium 1834-ben Neacutemetorszaacuteg 1835-ben Oroszorszaacuteg 1837-ben
Magyarorszaacutegon 1846 juacutelius 15-eacuten indult meg a vasuacuteti koumlzlekedeacutes a Pest eacutes Vaacutec koumlzoumltti
vonalon A vasuacutetvonalak kieacutepiacuteteacutese jelentősen megkoumlnnyiacutetette a nyersanyagszaacutelliacutetaacutest eacutes az
aacuteruszaacutelliacutetaacutest A megtermelt javakat koumlnnyen el lehetett juttatni taacutevoli teruumlletekre is Ez uacutejabb
loumlkeacutest adott az ipar fejlődeacuteseacutenek eacutes a kereskedelemnek
113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes
A szerszaacutemgeacutepek megjeleneacutese az 1800-as eacutevek elejeacutere tehető Megjelent a gőzzel hajtott
gyalugeacutep fuacuteroacutegeacutep eacutes eszterga Ezek a szerszaacutemgeacutepek uacutej taacutevlatokat nyitottak a geacutepgyaacutertaacutes
tereacuten A textilipar geacutepesiacuteteacutese eacutes a geacutepek folyamatos fejleszteacutese azt eredmeacutenyezte hogy 1830-
toacutel 1900-ig a szoumlvőszeacutekek 7-szer gyorsabbak lettek A fejlődeacutesi folyamatban most a varraacutes
bizonyult a leglassabbnak Varroacutegeacutepet előszoumlr 1846-ban Elias Howe dobott a piacra amellyel
a varraacutes oumltszoumlr gyorsabb lett A varroacutegeacutepek gyaacutertaacutesa is lendiacutetett a szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacuteson
1870-ben Amerikaacuteban csak a Singer ceacuteg 465 ezer varroacutegeacutepet gyaacutertott
Az 1860-as eacutevekben keacutet uacutej erőgeacutep laacutetott napvilaacutegot az egyik a gaacutezmotor a maacutesik a
villanymotor A gaacutezmotort a francia Eacutetienne Lenoir aacutelliacutetotta elő majd Nikolaus August Otto
Wilhelm Maybach eacutes Karl Benz fejlesztette tovaacutebb eacutes az 1880-as eacutevekre megszuumlletett a
benzinmotor 1897-re Rudolf Diesel megalkotta a kompresszioacutes belső eacutegeacutesű motort
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
9
Az 1884-ben Charles Algernon Parsons aacuteltal toumlkeacuteletesiacutetett gőzturbina segiacutetseacutegeacutevel megindult
a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa A villanymotor maacuter ismert volt (Jedlik Aacutenyos 1825) csak
eacuteppen nem tudtaacutek hasznaacutelni mert elterjedeacuteseacutenek gaacutetat szabott a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa eacutes
szaacutelliacutetaacutesa A vilaacuteg első villamos erőműveacutet Edison alkotta meg amikor erőgeacutepkeacutent gőzgeacutepet
generaacutetorkeacutent egyenaacuteramuacute dinamoacutet alkalmazott De az egyenaacuteram szaacutelliacutetaacutesa tuacutelzottan
veszteseacutegesnek bizonyult Az első leacutegvezeteacutekek az 1890-es eacutevekben eacutepuumlltek miutaacuten a
villamosenergia-előaacutelliacutetaacutesi versengeacutest Edison eacutes Tesla koumlzoumltt veacuteguumll meacutegis Tesla vaacuteltakozoacute
aacuteramuacute megoldaacutesa jelentette
A villamosiacutetaacutes elterjedeacuteseacutevel a gőzgeacutepes vagy viacutezi energiaacutejuacute transzmisszioacutes hajtaacutest egyre
inkaacutebb felvaacuteltja a belsőeacutegeacutesű vagy a villanymotoros hajtaacutes Az 1920-as eacutevekben maacuter
sorozatban gyaacutertjaacutek a villanymotorokat amelyek megalapozzaacutek a korszerű szerszaacutemgeacutepek
műkoumldteteacuteseacutet Villamos motor műkoumldtette a geacutepek fő eacutes melleacutekmozgaacutesok tengelyeit szaacutenjait
egyeacuteb elemeit Ezzel paacuterhuzamosan a sokoldaluacute kutataacutesok eredmeacutenyekeacutent megjelentek az
uacutejfajta elektronikus vezeacuterlő rendszerek
Nagy aacutettoumlreacutest jelentett az 1960-as eacutevektől kezdve a szaacutemvezeacuterleacutes azaz NC (Numerical
Control) technika bevezeteacutese majd a programvezeacuterleacutes a CNC (Computer Numerical Control)
megjeleneacutese azonban a szerszaacutemgeacutepek fejlődeacutese nem aacutellt le a CNC technikaacuteval hanem azoacuteta
is toumlretlenuumll fejlődik A korszerű automatizaacutelt gyaacutertoacutesorokon egyre toumlbb robot veacutegez munkaacutet
főleg olyan helyeken ahol egeacuteszseacutegre aacutertalmas feladatot kell elveacutegezni [2]
Mineacutel magasabb fokuacute az automatizaacutelaacutes mineacutel intelligensebb berendezeacutesek keruumllnek a
gyaacutertoacutesorokra annaacutel kevesebb emberi munkaacutera van szuumlkseacuteg De egy dolgot nem szabad
elfelejtenuumlnk ezeket az intelligens berendezeacuteseacuteket valakiknek meg kell tervezni meg kell
alkotni be kell programozni eacutes uumlzembe kell helyezni Ezeacutert nagyon fontos napjainkban az
oktataacutes szerepe az eacuteletfogytig tartoacute tanulaacutes eacutes a folyamatos munkaerő aacutetkeacutepzeacutes Mert a
joumlvőben egyre inkaacutebb egyre magasabb fokuacute veacutegzettseacuteggel rendelkező munkaerőre lesz
szuumlkseacuteg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
10
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok
Az iraacutenyiacutetaacutestechnika a műszaki tudomaacutenyok azon aacutega amely a műszaki folyamatok
toumlrveacutenyszerűseacutegeivel eacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaival foglalkozik Az iraacutenyiacutetaacutestechnika
taacutergyaacutet azoknak a műszaki technoloacutegiai moacutedszereknek eacutes eljaacuteraacutesoknak az oumlsszesseacutege keacutepezi
amelyeket a megfelelő iraacutenyiacutetoacute berendezeacutesek segiacutetseacutegeacutevel egy előre meghataacuterozott iraacutenyban
tudunk befolyaacutesolni (13 aacutebra) Fő ceacutelja hogy az ember a geacutepesiacutetett folyamatok aloacutel
felszabadiacutethatoacute legyen Az iraacutenyiacutetaacutes tehaacutet a folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutest jelenti egy
bizonyos ceacutel eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben Aacuteltalaacuteban nagy energiaacutejuacute folyamatokat kis energiaacutejuacute
hataacutesokkal befolyaacutesol
13 aacutebra Az iraacutenyiacutetaacutestechnikai rendszer
Az elem iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel tovaacutebb nem bonthatoacute szerkezeti reacutesz Elemnek
tekinthető peacuteldaacuteul egy hőmeacuterseacuteklet eacuterzeacutekelő vagy egy logikai kapu Egy vagy akaacuter toumlbb
alkatreacuteszből is aacutellhat de iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel alkotoacute elemei leacutenyegtelenek
Szervnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetoacuterendszer iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszfeladatait oumlnaacutelloacutean ellaacutetoacute egyseacuteget Egy
vagy toumlbb elemből aacutellhat A szervek koumlzoumltt minden esetben joacutel meghataacuterozhatoacute kapcsolat van
Ezt nevezzuumlk hataacuteslaacutencnak A hataacuteslaacutenc egy joacutel meghataacuterozott sorrendet felteacutetelez az iraacutenyiacutetoacute
rendszer eacutes a folyamat koumlzoumltt [5]
Jelnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel leacutenyeges informaacutecioacutet tartalmazoacute fizikai
mennyiseacuteget de nem minden fizikai mennyiseacuteg tekinthető jelnek Peacuteldaacuteul egy tartaacutely
folyadeacutekszint szabaacutelyozaacutesa szempontjaacuteboacutel a folyadeacutekszint jelnek tekinthető De nem jel a
folyadeacutek hőmeacuterseacuteklete vagy koncentraacutecioacuteja mert ezek a szabaacutelyozaacutes szempontjaacuteboacutel
leacutenyegtelenek
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
3
TARTALOMJEGYZEacuteK
1 BEVEZETEacuteS AZ IRAacuteNYIacuteTAacuteSTECHNIKAacuteBA 5
11 Toumlrteacuteneti aacutettekinteacutes 5 111 Szerszaacutemok eacutes geacutepek 5 112 A gőzgeacutepek korszaka 7 113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes 8
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok 10 121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei 11 122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa 11 123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek 14 124 Mintaveacutetelezett jelek 15 125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve 16 126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve 18
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA 19 21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői 19 22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3] 21
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK 23 31 Maacutegneskapcsoloacutek 23 32 Releacutek 24 33 Hőreleacutek 26 34 Időreleacutek 28 35 Maacutegnesszelepek [3] 29 36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3] 29 37 Villamos motorok 30
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok 30 372 Frekvenciavaacuteltoacutek 37 373 Egyenaacuteramuacute motorok 38
38 Pneumatikus munkahengerek 40 4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK 43
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők 43 42 Optikai eacuterzeacutekelők 44
421 Fotoellenaacutellaacutesok 45 422 Fotodioacuteda 45 423 Fototranzisztor 46 424 Optocsatoloacutek [10] 47 425 Optikai kapuk (fotocellaacutek) 48 426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4] 49 427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11] 52 428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők 53
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK 55 51 Huzalozott vezeacuterleacutesek 55
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3] 56 512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3] 57 513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek 58 513 Alapkapcsolaacutesok 58
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek 60
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
4
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny 61 522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny 62 523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny 63
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek 64 6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK 66
61 Mikroprocesszorok 66 611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes 69 612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes 70
62 Mikrokontrollerek 71 621 INTEL 80C51 mikrikontroller 71 622 PIC mikrokontroller csalaacuted 74
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők 75 631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei 76 632 Műkoumldeacutesi elv 78 633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei 79
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM 80
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
5
1 BEVEZETEacuteS AZ IRAacuteNYIacuteTAacuteSTECHNIKAacuteBA
11 Toumlrteacuteneti aacutettekinteacutes
Amioacuteta az ember megjelent a foumlldoumln mindig arra toumlrekedett hogy a megeacutelheteacuteseacutet biztosiacutetoacute
folyamatokat napi teveacutekenyseacutegeit koumlnnyebbeacute tegye egyszerűsiacutetse csoumlkkentve az erőkifejteacutest
Hamar raacutejoumltt arra hogy egy ruacuted segiacutetseacutegeacutevel sokkal koumlnnyebben tud egy suacutelyos szikladarabot
a barlang bejaacuterataacutehoz goumlrdiacuteteni aneacutelkuumll hogy tudta volna hogy eacuteppen egy egykaruacute emelővel
van dolga Azt is tapasztalta hogy a csontheacutejas gyuumlmoumllcsoumlket egy kő segiacutetseacutegeacutevel koumlnnyedeacuten
ki tudja bontani sőt ha meacuteg egy botot is tud hozzaacute roumlgziacuteteni meacuteg egyszerűbb a feladat pedig
nem ismerte az impulzus-megmaradaacutes toumlrveacutenyeacutet A hosszuacute eacutevezredek alatt amiacuteg a
termeacuteszetben fellelhető taacutergyakat eszkoumlzkeacutent hasznaacutelta kitapasztalta ezeknek a joacute eacutes rossz
tulajdonsaacutegait melyik forma mire joacute milyen anyag mire hasznaacutelhatoacute Az idők soraacuten egyre
toumlkeacuteletesebb szerszaacutemokat keacutesziacutetett Korszerűsiacutetett formaacuteban neacutemelyikuumlket meacuteg a mai napig
is hasznaacuteljuk
111 Szerszaacutemok eacutes geacutepek
A szerszaacutemok olyan eszkoumlzoumlk amelyek segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző feladatokat koumlnnyebben el
lehet veacutegezni Segiacutetik az ember munkaacutejaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez az ember sajaacutet izomerejeacutet
izomzataacutenak energiaacutejaacutet hasznaacutelja Ezek az eszkoumlzoumlk egyszerűek de neacutelkuumlloumlzhetetlenek a
mindennapi eacuteletben Peacuteldaacuteul a kalapaacutecs egy fa nyeacutellel ellaacutetott feacutemdarab neacutelkuumlle viszont
elkeacutepzelhetetlen nagyon sok egyszerű emberi feladat Ugyancsak itt emliacutethetneacutem a
harapoacutefogoacutet Ez maacuter ugyan kicsit bonyolultabb szerszaacutem de neacutelkuumlle peacuteldaacuteul elkeacutepzelhetetlen
a szegek eltaacutevoliacutetaacutesa a faacuteboacutel De sok maacutes egyeacuteb feladatra is alkalmas Eacutes folytathatnaacutem a sort
szaacutemos maacutes egyszerű szerszaacutemmal amelyeknek leacutetezeacuteseacutet ma maacuter termeacuteszetesnek vesszuumlk
nap mint nap hasznaacuteljuk eacutes meg sem fordul a fejuumlnkben mi lenne neacutelkuumlluumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
6
A geacutepek fogalma akkor alakult ki amikor az embereknek olyan berendezeacuteseket sikeruumllt
keacutesziacuteteniuumlk amelyek ugyancsak segiacutetetteacutek a munkaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez szuumlkseacuteges
energiaacutet maacuter nem az emberi izomerő biztosiacutetotta hanem valamilyen kuumllső energiaforraacutes
Amiacuteg a szerszaacutem az emberi erőkifejteacutes hataacutesfokaacutet noumlveli addig a geacutep toumlbbszoumlroumlseacutere erősiacuteti az
emberi teljesiacutetmeacutenyt A geacutepek megjeleneacuteseacutevel uacutej korszak nyiacutelt a termeleacutesi folyamatok
toumlrteacuteneteacuteben [1]
Kezdetben a viacutez energiaacutejaacutet sikeruumllt munkaveacutegzeacutesre biacuterni Az időszaacutemiacutetaacutesunk kezdete utaacuteni
időszakban kezdtek terjedni a viacutezimalmok amelyeket előszoumlr csak gabona őrleacuteseacutere
hasznaacuteltak de hamarosan - maacuter a IV szaacutezadban - megjelentek a fűreacuteszmalmok is Ezek a
geacutepek kuumlloumlnboumlző erőaacutetviteli mechanizmusokat igeacutenyeltek ezeacutert a roacutemaiak megalkottaacutek a
faragott fogaskereacutek-meghajtaacutest A viacutezikerekek a keacuteső koumlzeacutepkorban terjedtek el A XI szaacutezadi
Angliaacuteban 5624 viacutezimalom műkoumldoumltt ami azt jelenti hogy minden 50 csalaacutedra jutott egy A
viacutezi erő alkalmazaacutesa rohamosan terjedt viacutezikerekek hajtottaacutek a gabona- kalloacute- eacutes
fűreacuteszmalmokat a vashaacutemorokat a kendertiloloacutekat a ceacuternasodroacute- eacutes droacutethuacutezoacute geacutepeket a
viacutezemelő eacutes egyeacuteb szerkezeteket (11 aacutebra) [2]
11 aacutebra Viacutez erejeacutet hasznosiacutetoacute fuacuteroacutegeacutep [2]
A viacutezkereacutek elterjedeacutese neacutehaacuteny helyen akadaacutelyokba uumltkoumlzoumltt Az Alpoktoacutel deacutelre a folyoacutek neacuteha
kiszaacuteradtak eacuteszakra pedig teacutelen befagytak Ezeacutert a XII szaacutezad veacutegeacutetől megindult a kutataacutes
maacutes energiaforraacutesok utaacuten A tengerpartokon aacuterapaacutelymalmok eacutepiacuteteacuteseacutevel kiacuteseacuterleteztek de
elkezdteacutek alkalmazni a maacuter koraacutebban Perzsiaacuteban ismert szeacutelmalmokat A perzsa szeacutelmalmok
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
7
mintaacutejaacutera Euroacutepaacuteban viacutezszintes tengellyel eacutepiacutetetteacutek a szeacutelmalmokat mert ebben az esetben a
szeacutel az egeacutesz feluumlleteacuten eacuterte a szeacutelkereket
112 A gőzgeacutepek korszaka
Uacutej energiaforraacutes a geacutepezetek meghajtaacutesaacutera csak a XVII szaacutezad veacutegeacuten jelent meg Ez az uacutej
meghajtaacutesi moacuted a gőzgeacutep volt Azonban meacuteg vagy szaacutez eacutevig nem igazaacuten terjedt el mert a
megfelelő szerszaacutemgeacutepek neacutelkuumll nem tudtak pontos alkatreacuteszeket gyaacutertani ezek szaacutemaacutera
Majd csak az ipari forradalom műszaki uacutejiacutetaacutesai tetteacutek lehetőveacute a gőzgeacutep elterjedeacuteseacutet
A gőz ereje maacuter a roacutemaiak idejeacuten is ismert volt de eacuterdemben nem tudtaacutek hasznosiacutetani Az
első kezdetleges gőzgeacutep megalkotaacutesa 1681-ben a francia Denis Papin neveacutehez fűződik Ezt
keacutesőbb 1705-ben Thomas Newcomen eacutes John Cawley toumlkeacuteletesiacutetett Ez maacuter alkalmas volt viacutez
szivattyuacutezaacutesaacutera (12 aacutebra)
12 aacutebra Newcomen gőzgeacutepe [2]
Gőzgeacutepeket elsősorban a baacutenyaacutek viacutezteleniacuteteacuteseacutere hasznaacuteltak Magyarorszaacutegon 1711-ben
Selmecbaacutenyaacuten uumlzemeltek be gőzgeacutepet amelyet Euroacutepaacuteban előszoumlr hasznaacuteltak uumlzemszerűen
baacutenyaacutek viacutezszivattyuacutezaacutesaacutera
A baacutenyaacuteszaton kiacutevuumll Angliaacuteban a textilipar jelentette a huacutezoacuteerőt Az angliai textilipar
hatalmas fejlődeacutesen ment keresztuumll a XVIII szaacutezadig eacutes nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterult az ipari
forradalom megindulaacutesaacutehoz A gyorsan noumlvekvő termeleacutes hataacutesaacutera estek az aacuterak eacutes nőtt a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
8
kereslet a lakossaacuteg szegeacutenyebb koumlreiben is A XVIII szaacutezad koumlzepeacuten a textilipar maacuter nem biacutert
leacutepeacutest tartani a kereslettel Előszoumlr a munkaacutesok szaacutemaacutet noumlvelteacutek de egy idő utaacuten ez sem
vezetett eredmeacutenyre A megoldaacutest itt is a geacutepesiacuteteacutes jelentette 1764-ben James Hargreaves
megalkotta a fonoacute Jenny-t amely egyszerre nyolc csavart fonalszaacutelat tudott előaacutelliacutetani
1768-ban Richard Arkwright viacutezierő-meghajtaacutesuacute fonoacutegeacutepet keacutesziacutetett amely sodort laacutencfonalat
aacutelliacutetott elő
Az ipari fejlődeacutes szuumlkseacutegesseacute tette az aacuteru- eacutes szemeacutelyszaacutelliacutetaacutes fejlődeacuteseacutet is Angliaacuteban
megindult a vasuacutet- eacutes csatornaeacutepiacuteteacutesi laacutez Kezdetben meacuteg loacutevasutakat eacutepiacutetettek mert a lovak
nagyobb terhet tudtak a vasboacutel keacuteszuumllt siacuteneken vontatni mint az utakon Koumlzben a baacutenyaacutek
viacutezteleniacuteteacutese is tovaacutebb fejlődoumltt a gőzgeacutepek segiacutetseacutegeacutevel de az igazi eredmeacutenyt a James Watt
aacuteltal 1784-ben eacutepiacutetett automata szelepvezeacuterleacutesű gőzgeacutep jelentette Innen maacuter csak egy leacutepeacutes
volt haacutetra az első gőzmozdony elkeacutesziacuteteacuteseacuteig Ez 1814-ben George Stephenson neveacutehez
fűződik Angliaacuteban 1825 szeptember 27-eacuten nyiacutelt meg az első szemeacutelyszaacutelliacutetaacutesra is hasznaacutelt
gőzvasuacutetvonal a Stockton eacutes Darlington koumlzoumltti 39 km-es taacutevon Angliaacutet koumlvette Amerika
1829-ben Belgium 1834-ben Neacutemetorszaacuteg 1835-ben Oroszorszaacuteg 1837-ben
Magyarorszaacutegon 1846 juacutelius 15-eacuten indult meg a vasuacuteti koumlzlekedeacutes a Pest eacutes Vaacutec koumlzoumltti
vonalon A vasuacutetvonalak kieacutepiacuteteacutese jelentősen megkoumlnnyiacutetette a nyersanyagszaacutelliacutetaacutest eacutes az
aacuteruszaacutelliacutetaacutest A megtermelt javakat koumlnnyen el lehetett juttatni taacutevoli teruumlletekre is Ez uacutejabb
loumlkeacutest adott az ipar fejlődeacuteseacutenek eacutes a kereskedelemnek
113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes
A szerszaacutemgeacutepek megjeleneacutese az 1800-as eacutevek elejeacutere tehető Megjelent a gőzzel hajtott
gyalugeacutep fuacuteroacutegeacutep eacutes eszterga Ezek a szerszaacutemgeacutepek uacutej taacutevlatokat nyitottak a geacutepgyaacutertaacutes
tereacuten A textilipar geacutepesiacuteteacutese eacutes a geacutepek folyamatos fejleszteacutese azt eredmeacutenyezte hogy 1830-
toacutel 1900-ig a szoumlvőszeacutekek 7-szer gyorsabbak lettek A fejlődeacutesi folyamatban most a varraacutes
bizonyult a leglassabbnak Varroacutegeacutepet előszoumlr 1846-ban Elias Howe dobott a piacra amellyel
a varraacutes oumltszoumlr gyorsabb lett A varroacutegeacutepek gyaacutertaacutesa is lendiacutetett a szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacuteson
1870-ben Amerikaacuteban csak a Singer ceacuteg 465 ezer varroacutegeacutepet gyaacutertott
Az 1860-as eacutevekben keacutet uacutej erőgeacutep laacutetott napvilaacutegot az egyik a gaacutezmotor a maacutesik a
villanymotor A gaacutezmotort a francia Eacutetienne Lenoir aacutelliacutetotta elő majd Nikolaus August Otto
Wilhelm Maybach eacutes Karl Benz fejlesztette tovaacutebb eacutes az 1880-as eacutevekre megszuumlletett a
benzinmotor 1897-re Rudolf Diesel megalkotta a kompresszioacutes belső eacutegeacutesű motort
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
9
Az 1884-ben Charles Algernon Parsons aacuteltal toumlkeacuteletesiacutetett gőzturbina segiacutetseacutegeacutevel megindult
a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa A villanymotor maacuter ismert volt (Jedlik Aacutenyos 1825) csak
eacuteppen nem tudtaacutek hasznaacutelni mert elterjedeacuteseacutenek gaacutetat szabott a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa eacutes
szaacutelliacutetaacutesa A vilaacuteg első villamos erőműveacutet Edison alkotta meg amikor erőgeacutepkeacutent gőzgeacutepet
generaacutetorkeacutent egyenaacuteramuacute dinamoacutet alkalmazott De az egyenaacuteram szaacutelliacutetaacutesa tuacutelzottan
veszteseacutegesnek bizonyult Az első leacutegvezeteacutekek az 1890-es eacutevekben eacutepuumlltek miutaacuten a
villamosenergia-előaacutelliacutetaacutesi versengeacutest Edison eacutes Tesla koumlzoumltt veacuteguumll meacutegis Tesla vaacuteltakozoacute
aacuteramuacute megoldaacutesa jelentette
A villamosiacutetaacutes elterjedeacuteseacutevel a gőzgeacutepes vagy viacutezi energiaacutejuacute transzmisszioacutes hajtaacutest egyre
inkaacutebb felvaacuteltja a belsőeacutegeacutesű vagy a villanymotoros hajtaacutes Az 1920-as eacutevekben maacuter
sorozatban gyaacutertjaacutek a villanymotorokat amelyek megalapozzaacutek a korszerű szerszaacutemgeacutepek
műkoumldteteacuteseacutet Villamos motor műkoumldtette a geacutepek fő eacutes melleacutekmozgaacutesok tengelyeit szaacutenjait
egyeacuteb elemeit Ezzel paacuterhuzamosan a sokoldaluacute kutataacutesok eredmeacutenyekeacutent megjelentek az
uacutejfajta elektronikus vezeacuterlő rendszerek
Nagy aacutettoumlreacutest jelentett az 1960-as eacutevektől kezdve a szaacutemvezeacuterleacutes azaz NC (Numerical
Control) technika bevezeteacutese majd a programvezeacuterleacutes a CNC (Computer Numerical Control)
megjeleneacutese azonban a szerszaacutemgeacutepek fejlődeacutese nem aacutellt le a CNC technikaacuteval hanem azoacuteta
is toumlretlenuumll fejlődik A korszerű automatizaacutelt gyaacutertoacutesorokon egyre toumlbb robot veacutegez munkaacutet
főleg olyan helyeken ahol egeacuteszseacutegre aacutertalmas feladatot kell elveacutegezni [2]
Mineacutel magasabb fokuacute az automatizaacutelaacutes mineacutel intelligensebb berendezeacutesek keruumllnek a
gyaacutertoacutesorokra annaacutel kevesebb emberi munkaacutera van szuumlkseacuteg De egy dolgot nem szabad
elfelejtenuumlnk ezeket az intelligens berendezeacuteseacuteket valakiknek meg kell tervezni meg kell
alkotni be kell programozni eacutes uumlzembe kell helyezni Ezeacutert nagyon fontos napjainkban az
oktataacutes szerepe az eacuteletfogytig tartoacute tanulaacutes eacutes a folyamatos munkaerő aacutetkeacutepzeacutes Mert a
joumlvőben egyre inkaacutebb egyre magasabb fokuacute veacutegzettseacuteggel rendelkező munkaerőre lesz
szuumlkseacuteg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
10
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok
Az iraacutenyiacutetaacutestechnika a műszaki tudomaacutenyok azon aacutega amely a műszaki folyamatok
toumlrveacutenyszerűseacutegeivel eacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaival foglalkozik Az iraacutenyiacutetaacutestechnika
taacutergyaacutet azoknak a műszaki technoloacutegiai moacutedszereknek eacutes eljaacuteraacutesoknak az oumlsszesseacutege keacutepezi
amelyeket a megfelelő iraacutenyiacutetoacute berendezeacutesek segiacutetseacutegeacutevel egy előre meghataacuterozott iraacutenyban
tudunk befolyaacutesolni (13 aacutebra) Fő ceacutelja hogy az ember a geacutepesiacutetett folyamatok aloacutel
felszabadiacutethatoacute legyen Az iraacutenyiacutetaacutes tehaacutet a folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutest jelenti egy
bizonyos ceacutel eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben Aacuteltalaacuteban nagy energiaacutejuacute folyamatokat kis energiaacutejuacute
hataacutesokkal befolyaacutesol
13 aacutebra Az iraacutenyiacutetaacutestechnikai rendszer
Az elem iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel tovaacutebb nem bonthatoacute szerkezeti reacutesz Elemnek
tekinthető peacuteldaacuteul egy hőmeacuterseacuteklet eacuterzeacutekelő vagy egy logikai kapu Egy vagy akaacuter toumlbb
alkatreacuteszből is aacutellhat de iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel alkotoacute elemei leacutenyegtelenek
Szervnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetoacuterendszer iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszfeladatait oumlnaacutelloacutean ellaacutetoacute egyseacuteget Egy
vagy toumlbb elemből aacutellhat A szervek koumlzoumltt minden esetben joacutel meghataacuterozhatoacute kapcsolat van
Ezt nevezzuumlk hataacuteslaacutencnak A hataacuteslaacutenc egy joacutel meghataacuterozott sorrendet felteacutetelez az iraacutenyiacutetoacute
rendszer eacutes a folyamat koumlzoumltt [5]
Jelnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel leacutenyeges informaacutecioacutet tartalmazoacute fizikai
mennyiseacuteget de nem minden fizikai mennyiseacuteg tekinthető jelnek Peacuteldaacuteul egy tartaacutely
folyadeacutekszint szabaacutelyozaacutesa szempontjaacuteboacutel a folyadeacutekszint jelnek tekinthető De nem jel a
folyadeacutek hőmeacuterseacuteklete vagy koncentraacutecioacuteja mert ezek a szabaacutelyozaacutes szempontjaacuteboacutel
leacutenyegtelenek
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
4
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny 61 522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny 62 523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny 63
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek 64 6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK 66
61 Mikroprocesszorok 66 611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes 69 612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes 70
62 Mikrokontrollerek 71 621 INTEL 80C51 mikrikontroller 71 622 PIC mikrokontroller csalaacuted 74
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők 75 631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei 76 632 Műkoumldeacutesi elv 78 633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei 79
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM 80
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
5
1 BEVEZETEacuteS AZ IRAacuteNYIacuteTAacuteSTECHNIKAacuteBA
11 Toumlrteacuteneti aacutettekinteacutes
Amioacuteta az ember megjelent a foumlldoumln mindig arra toumlrekedett hogy a megeacutelheteacuteseacutet biztosiacutetoacute
folyamatokat napi teveacutekenyseacutegeit koumlnnyebbeacute tegye egyszerűsiacutetse csoumlkkentve az erőkifejteacutest
Hamar raacutejoumltt arra hogy egy ruacuted segiacutetseacutegeacutevel sokkal koumlnnyebben tud egy suacutelyos szikladarabot
a barlang bejaacuterataacutehoz goumlrdiacuteteni aneacutelkuumll hogy tudta volna hogy eacuteppen egy egykaruacute emelővel
van dolga Azt is tapasztalta hogy a csontheacutejas gyuumlmoumllcsoumlket egy kő segiacutetseacutegeacutevel koumlnnyedeacuten
ki tudja bontani sőt ha meacuteg egy botot is tud hozzaacute roumlgziacuteteni meacuteg egyszerűbb a feladat pedig
nem ismerte az impulzus-megmaradaacutes toumlrveacutenyeacutet A hosszuacute eacutevezredek alatt amiacuteg a
termeacuteszetben fellelhető taacutergyakat eszkoumlzkeacutent hasznaacutelta kitapasztalta ezeknek a joacute eacutes rossz
tulajdonsaacutegait melyik forma mire joacute milyen anyag mire hasznaacutelhatoacute Az idők soraacuten egyre
toumlkeacuteletesebb szerszaacutemokat keacutesziacutetett Korszerűsiacutetett formaacuteban neacutemelyikuumlket meacuteg a mai napig
is hasznaacuteljuk
111 Szerszaacutemok eacutes geacutepek
A szerszaacutemok olyan eszkoumlzoumlk amelyek segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző feladatokat koumlnnyebben el
lehet veacutegezni Segiacutetik az ember munkaacutejaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez az ember sajaacutet izomerejeacutet
izomzataacutenak energiaacutejaacutet hasznaacutelja Ezek az eszkoumlzoumlk egyszerűek de neacutelkuumlloumlzhetetlenek a
mindennapi eacuteletben Peacuteldaacuteul a kalapaacutecs egy fa nyeacutellel ellaacutetott feacutemdarab neacutelkuumlle viszont
elkeacutepzelhetetlen nagyon sok egyszerű emberi feladat Ugyancsak itt emliacutethetneacutem a
harapoacutefogoacutet Ez maacuter ugyan kicsit bonyolultabb szerszaacutem de neacutelkuumlle peacuteldaacuteul elkeacutepzelhetetlen
a szegek eltaacutevoliacutetaacutesa a faacuteboacutel De sok maacutes egyeacuteb feladatra is alkalmas Eacutes folytathatnaacutem a sort
szaacutemos maacutes egyszerű szerszaacutemmal amelyeknek leacutetezeacuteseacutet ma maacuter termeacuteszetesnek vesszuumlk
nap mint nap hasznaacuteljuk eacutes meg sem fordul a fejuumlnkben mi lenne neacutelkuumlluumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
6
A geacutepek fogalma akkor alakult ki amikor az embereknek olyan berendezeacuteseket sikeruumllt
keacutesziacuteteniuumlk amelyek ugyancsak segiacutetetteacutek a munkaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez szuumlkseacuteges
energiaacutet maacuter nem az emberi izomerő biztosiacutetotta hanem valamilyen kuumllső energiaforraacutes
Amiacuteg a szerszaacutem az emberi erőkifejteacutes hataacutesfokaacutet noumlveli addig a geacutep toumlbbszoumlroumlseacutere erősiacuteti az
emberi teljesiacutetmeacutenyt A geacutepek megjeleneacuteseacutevel uacutej korszak nyiacutelt a termeleacutesi folyamatok
toumlrteacuteneteacuteben [1]
Kezdetben a viacutez energiaacutejaacutet sikeruumllt munkaveacutegzeacutesre biacuterni Az időszaacutemiacutetaacutesunk kezdete utaacuteni
időszakban kezdtek terjedni a viacutezimalmok amelyeket előszoumlr csak gabona őrleacuteseacutere
hasznaacuteltak de hamarosan - maacuter a IV szaacutezadban - megjelentek a fűreacuteszmalmok is Ezek a
geacutepek kuumlloumlnboumlző erőaacutetviteli mechanizmusokat igeacutenyeltek ezeacutert a roacutemaiak megalkottaacutek a
faragott fogaskereacutek-meghajtaacutest A viacutezikerekek a keacuteső koumlzeacutepkorban terjedtek el A XI szaacutezadi
Angliaacuteban 5624 viacutezimalom műkoumldoumltt ami azt jelenti hogy minden 50 csalaacutedra jutott egy A
viacutezi erő alkalmazaacutesa rohamosan terjedt viacutezikerekek hajtottaacutek a gabona- kalloacute- eacutes
fűreacuteszmalmokat a vashaacutemorokat a kendertiloloacutekat a ceacuternasodroacute- eacutes droacutethuacutezoacute geacutepeket a
viacutezemelő eacutes egyeacuteb szerkezeteket (11 aacutebra) [2]
11 aacutebra Viacutez erejeacutet hasznosiacutetoacute fuacuteroacutegeacutep [2]
A viacutezkereacutek elterjedeacutese neacutehaacuteny helyen akadaacutelyokba uumltkoumlzoumltt Az Alpoktoacutel deacutelre a folyoacutek neacuteha
kiszaacuteradtak eacuteszakra pedig teacutelen befagytak Ezeacutert a XII szaacutezad veacutegeacutetől megindult a kutataacutes
maacutes energiaforraacutesok utaacuten A tengerpartokon aacuterapaacutelymalmok eacutepiacuteteacuteseacutevel kiacuteseacuterleteztek de
elkezdteacutek alkalmazni a maacuter koraacutebban Perzsiaacuteban ismert szeacutelmalmokat A perzsa szeacutelmalmok
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
7
mintaacutejaacutera Euroacutepaacuteban viacutezszintes tengellyel eacutepiacutetetteacutek a szeacutelmalmokat mert ebben az esetben a
szeacutel az egeacutesz feluumlleteacuten eacuterte a szeacutelkereket
112 A gőzgeacutepek korszaka
Uacutej energiaforraacutes a geacutepezetek meghajtaacutesaacutera csak a XVII szaacutezad veacutegeacuten jelent meg Ez az uacutej
meghajtaacutesi moacuted a gőzgeacutep volt Azonban meacuteg vagy szaacutez eacutevig nem igazaacuten terjedt el mert a
megfelelő szerszaacutemgeacutepek neacutelkuumll nem tudtak pontos alkatreacuteszeket gyaacutertani ezek szaacutemaacutera
Majd csak az ipari forradalom műszaki uacutejiacutetaacutesai tetteacutek lehetőveacute a gőzgeacutep elterjedeacuteseacutet
A gőz ereje maacuter a roacutemaiak idejeacuten is ismert volt de eacuterdemben nem tudtaacutek hasznosiacutetani Az
első kezdetleges gőzgeacutep megalkotaacutesa 1681-ben a francia Denis Papin neveacutehez fűződik Ezt
keacutesőbb 1705-ben Thomas Newcomen eacutes John Cawley toumlkeacuteletesiacutetett Ez maacuter alkalmas volt viacutez
szivattyuacutezaacutesaacutera (12 aacutebra)
12 aacutebra Newcomen gőzgeacutepe [2]
Gőzgeacutepeket elsősorban a baacutenyaacutek viacutezteleniacuteteacuteseacutere hasznaacuteltak Magyarorszaacutegon 1711-ben
Selmecbaacutenyaacuten uumlzemeltek be gőzgeacutepet amelyet Euroacutepaacuteban előszoumlr hasznaacuteltak uumlzemszerűen
baacutenyaacutek viacutezszivattyuacutezaacutesaacutera
A baacutenyaacuteszaton kiacutevuumll Angliaacuteban a textilipar jelentette a huacutezoacuteerőt Az angliai textilipar
hatalmas fejlődeacutesen ment keresztuumll a XVIII szaacutezadig eacutes nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterult az ipari
forradalom megindulaacutesaacutehoz A gyorsan noumlvekvő termeleacutes hataacutesaacutera estek az aacuterak eacutes nőtt a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
8
kereslet a lakossaacuteg szegeacutenyebb koumlreiben is A XVIII szaacutezad koumlzepeacuten a textilipar maacuter nem biacutert
leacutepeacutest tartani a kereslettel Előszoumlr a munkaacutesok szaacutemaacutet noumlvelteacutek de egy idő utaacuten ez sem
vezetett eredmeacutenyre A megoldaacutest itt is a geacutepesiacuteteacutes jelentette 1764-ben James Hargreaves
megalkotta a fonoacute Jenny-t amely egyszerre nyolc csavart fonalszaacutelat tudott előaacutelliacutetani
1768-ban Richard Arkwright viacutezierő-meghajtaacutesuacute fonoacutegeacutepet keacutesziacutetett amely sodort laacutencfonalat
aacutelliacutetott elő
Az ipari fejlődeacutes szuumlkseacutegesseacute tette az aacuteru- eacutes szemeacutelyszaacutelliacutetaacutes fejlődeacuteseacutet is Angliaacuteban
megindult a vasuacutet- eacutes csatornaeacutepiacuteteacutesi laacutez Kezdetben meacuteg loacutevasutakat eacutepiacutetettek mert a lovak
nagyobb terhet tudtak a vasboacutel keacuteszuumllt siacuteneken vontatni mint az utakon Koumlzben a baacutenyaacutek
viacutezteleniacuteteacutese is tovaacutebb fejlődoumltt a gőzgeacutepek segiacutetseacutegeacutevel de az igazi eredmeacutenyt a James Watt
aacuteltal 1784-ben eacutepiacutetett automata szelepvezeacuterleacutesű gőzgeacutep jelentette Innen maacuter csak egy leacutepeacutes
volt haacutetra az első gőzmozdony elkeacutesziacuteteacuteseacuteig Ez 1814-ben George Stephenson neveacutehez
fűződik Angliaacuteban 1825 szeptember 27-eacuten nyiacutelt meg az első szemeacutelyszaacutelliacutetaacutesra is hasznaacutelt
gőzvasuacutetvonal a Stockton eacutes Darlington koumlzoumltti 39 km-es taacutevon Angliaacutet koumlvette Amerika
1829-ben Belgium 1834-ben Neacutemetorszaacuteg 1835-ben Oroszorszaacuteg 1837-ben
Magyarorszaacutegon 1846 juacutelius 15-eacuten indult meg a vasuacuteti koumlzlekedeacutes a Pest eacutes Vaacutec koumlzoumltti
vonalon A vasuacutetvonalak kieacutepiacuteteacutese jelentősen megkoumlnnyiacutetette a nyersanyagszaacutelliacutetaacutest eacutes az
aacuteruszaacutelliacutetaacutest A megtermelt javakat koumlnnyen el lehetett juttatni taacutevoli teruumlletekre is Ez uacutejabb
loumlkeacutest adott az ipar fejlődeacuteseacutenek eacutes a kereskedelemnek
113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes
A szerszaacutemgeacutepek megjeleneacutese az 1800-as eacutevek elejeacutere tehető Megjelent a gőzzel hajtott
gyalugeacutep fuacuteroacutegeacutep eacutes eszterga Ezek a szerszaacutemgeacutepek uacutej taacutevlatokat nyitottak a geacutepgyaacutertaacutes
tereacuten A textilipar geacutepesiacuteteacutese eacutes a geacutepek folyamatos fejleszteacutese azt eredmeacutenyezte hogy 1830-
toacutel 1900-ig a szoumlvőszeacutekek 7-szer gyorsabbak lettek A fejlődeacutesi folyamatban most a varraacutes
bizonyult a leglassabbnak Varroacutegeacutepet előszoumlr 1846-ban Elias Howe dobott a piacra amellyel
a varraacutes oumltszoumlr gyorsabb lett A varroacutegeacutepek gyaacutertaacutesa is lendiacutetett a szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacuteson
1870-ben Amerikaacuteban csak a Singer ceacuteg 465 ezer varroacutegeacutepet gyaacutertott
Az 1860-as eacutevekben keacutet uacutej erőgeacutep laacutetott napvilaacutegot az egyik a gaacutezmotor a maacutesik a
villanymotor A gaacutezmotort a francia Eacutetienne Lenoir aacutelliacutetotta elő majd Nikolaus August Otto
Wilhelm Maybach eacutes Karl Benz fejlesztette tovaacutebb eacutes az 1880-as eacutevekre megszuumlletett a
benzinmotor 1897-re Rudolf Diesel megalkotta a kompresszioacutes belső eacutegeacutesű motort
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
9
Az 1884-ben Charles Algernon Parsons aacuteltal toumlkeacuteletesiacutetett gőzturbina segiacutetseacutegeacutevel megindult
a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa A villanymotor maacuter ismert volt (Jedlik Aacutenyos 1825) csak
eacuteppen nem tudtaacutek hasznaacutelni mert elterjedeacuteseacutenek gaacutetat szabott a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa eacutes
szaacutelliacutetaacutesa A vilaacuteg első villamos erőműveacutet Edison alkotta meg amikor erőgeacutepkeacutent gőzgeacutepet
generaacutetorkeacutent egyenaacuteramuacute dinamoacutet alkalmazott De az egyenaacuteram szaacutelliacutetaacutesa tuacutelzottan
veszteseacutegesnek bizonyult Az első leacutegvezeteacutekek az 1890-es eacutevekben eacutepuumlltek miutaacuten a
villamosenergia-előaacutelliacutetaacutesi versengeacutest Edison eacutes Tesla koumlzoumltt veacuteguumll meacutegis Tesla vaacuteltakozoacute
aacuteramuacute megoldaacutesa jelentette
A villamosiacutetaacutes elterjedeacuteseacutevel a gőzgeacutepes vagy viacutezi energiaacutejuacute transzmisszioacutes hajtaacutest egyre
inkaacutebb felvaacuteltja a belsőeacutegeacutesű vagy a villanymotoros hajtaacutes Az 1920-as eacutevekben maacuter
sorozatban gyaacutertjaacutek a villanymotorokat amelyek megalapozzaacutek a korszerű szerszaacutemgeacutepek
műkoumldteteacuteseacutet Villamos motor műkoumldtette a geacutepek fő eacutes melleacutekmozgaacutesok tengelyeit szaacutenjait
egyeacuteb elemeit Ezzel paacuterhuzamosan a sokoldaluacute kutataacutesok eredmeacutenyekeacutent megjelentek az
uacutejfajta elektronikus vezeacuterlő rendszerek
Nagy aacutettoumlreacutest jelentett az 1960-as eacutevektől kezdve a szaacutemvezeacuterleacutes azaz NC (Numerical
Control) technika bevezeteacutese majd a programvezeacuterleacutes a CNC (Computer Numerical Control)
megjeleneacutese azonban a szerszaacutemgeacutepek fejlődeacutese nem aacutellt le a CNC technikaacuteval hanem azoacuteta
is toumlretlenuumll fejlődik A korszerű automatizaacutelt gyaacutertoacutesorokon egyre toumlbb robot veacutegez munkaacutet
főleg olyan helyeken ahol egeacuteszseacutegre aacutertalmas feladatot kell elveacutegezni [2]
Mineacutel magasabb fokuacute az automatizaacutelaacutes mineacutel intelligensebb berendezeacutesek keruumllnek a
gyaacutertoacutesorokra annaacutel kevesebb emberi munkaacutera van szuumlkseacuteg De egy dolgot nem szabad
elfelejtenuumlnk ezeket az intelligens berendezeacuteseacuteket valakiknek meg kell tervezni meg kell
alkotni be kell programozni eacutes uumlzembe kell helyezni Ezeacutert nagyon fontos napjainkban az
oktataacutes szerepe az eacuteletfogytig tartoacute tanulaacutes eacutes a folyamatos munkaerő aacutetkeacutepzeacutes Mert a
joumlvőben egyre inkaacutebb egyre magasabb fokuacute veacutegzettseacuteggel rendelkező munkaerőre lesz
szuumlkseacuteg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
10
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok
Az iraacutenyiacutetaacutestechnika a műszaki tudomaacutenyok azon aacutega amely a műszaki folyamatok
toumlrveacutenyszerűseacutegeivel eacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaival foglalkozik Az iraacutenyiacutetaacutestechnika
taacutergyaacutet azoknak a műszaki technoloacutegiai moacutedszereknek eacutes eljaacuteraacutesoknak az oumlsszesseacutege keacutepezi
amelyeket a megfelelő iraacutenyiacutetoacute berendezeacutesek segiacutetseacutegeacutevel egy előre meghataacuterozott iraacutenyban
tudunk befolyaacutesolni (13 aacutebra) Fő ceacutelja hogy az ember a geacutepesiacutetett folyamatok aloacutel
felszabadiacutethatoacute legyen Az iraacutenyiacutetaacutes tehaacutet a folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutest jelenti egy
bizonyos ceacutel eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben Aacuteltalaacuteban nagy energiaacutejuacute folyamatokat kis energiaacutejuacute
hataacutesokkal befolyaacutesol
13 aacutebra Az iraacutenyiacutetaacutestechnikai rendszer
Az elem iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel tovaacutebb nem bonthatoacute szerkezeti reacutesz Elemnek
tekinthető peacuteldaacuteul egy hőmeacuterseacuteklet eacuterzeacutekelő vagy egy logikai kapu Egy vagy akaacuter toumlbb
alkatreacuteszből is aacutellhat de iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel alkotoacute elemei leacutenyegtelenek
Szervnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetoacuterendszer iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszfeladatait oumlnaacutelloacutean ellaacutetoacute egyseacuteget Egy
vagy toumlbb elemből aacutellhat A szervek koumlzoumltt minden esetben joacutel meghataacuterozhatoacute kapcsolat van
Ezt nevezzuumlk hataacuteslaacutencnak A hataacuteslaacutenc egy joacutel meghataacuterozott sorrendet felteacutetelez az iraacutenyiacutetoacute
rendszer eacutes a folyamat koumlzoumltt [5]
Jelnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel leacutenyeges informaacutecioacutet tartalmazoacute fizikai
mennyiseacuteget de nem minden fizikai mennyiseacuteg tekinthető jelnek Peacuteldaacuteul egy tartaacutely
folyadeacutekszint szabaacutelyozaacutesa szempontjaacuteboacutel a folyadeacutekszint jelnek tekinthető De nem jel a
folyadeacutek hőmeacuterseacuteklete vagy koncentraacutecioacuteja mert ezek a szabaacutelyozaacutes szempontjaacuteboacutel
leacutenyegtelenek
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
5
1 BEVEZETEacuteS AZ IRAacuteNYIacuteTAacuteSTECHNIKAacuteBA
11 Toumlrteacuteneti aacutettekinteacutes
Amioacuteta az ember megjelent a foumlldoumln mindig arra toumlrekedett hogy a megeacutelheteacuteseacutet biztosiacutetoacute
folyamatokat napi teveacutekenyseacutegeit koumlnnyebbeacute tegye egyszerűsiacutetse csoumlkkentve az erőkifejteacutest
Hamar raacutejoumltt arra hogy egy ruacuted segiacutetseacutegeacutevel sokkal koumlnnyebben tud egy suacutelyos szikladarabot
a barlang bejaacuterataacutehoz goumlrdiacuteteni aneacutelkuumll hogy tudta volna hogy eacuteppen egy egykaruacute emelővel
van dolga Azt is tapasztalta hogy a csontheacutejas gyuumlmoumllcsoumlket egy kő segiacutetseacutegeacutevel koumlnnyedeacuten
ki tudja bontani sőt ha meacuteg egy botot is tud hozzaacute roumlgziacuteteni meacuteg egyszerűbb a feladat pedig
nem ismerte az impulzus-megmaradaacutes toumlrveacutenyeacutet A hosszuacute eacutevezredek alatt amiacuteg a
termeacuteszetben fellelhető taacutergyakat eszkoumlzkeacutent hasznaacutelta kitapasztalta ezeknek a joacute eacutes rossz
tulajdonsaacutegait melyik forma mire joacute milyen anyag mire hasznaacutelhatoacute Az idők soraacuten egyre
toumlkeacuteletesebb szerszaacutemokat keacutesziacutetett Korszerűsiacutetett formaacuteban neacutemelyikuumlket meacuteg a mai napig
is hasznaacuteljuk
111 Szerszaacutemok eacutes geacutepek
A szerszaacutemok olyan eszkoumlzoumlk amelyek segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző feladatokat koumlnnyebben el
lehet veacutegezni Segiacutetik az ember munkaacutejaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez az ember sajaacutet izomerejeacutet
izomzataacutenak energiaacutejaacutet hasznaacutelja Ezek az eszkoumlzoumlk egyszerűek de neacutelkuumlloumlzhetetlenek a
mindennapi eacuteletben Peacuteldaacuteul a kalapaacutecs egy fa nyeacutellel ellaacutetott feacutemdarab neacutelkuumlle viszont
elkeacutepzelhetetlen nagyon sok egyszerű emberi feladat Ugyancsak itt emliacutethetneacutem a
harapoacutefogoacutet Ez maacuter ugyan kicsit bonyolultabb szerszaacutem de neacutelkuumlle peacuteldaacuteul elkeacutepzelhetetlen
a szegek eltaacutevoliacutetaacutesa a faacuteboacutel De sok maacutes egyeacuteb feladatra is alkalmas Eacutes folytathatnaacutem a sort
szaacutemos maacutes egyszerű szerszaacutemmal amelyeknek leacutetezeacuteseacutet ma maacuter termeacuteszetesnek vesszuumlk
nap mint nap hasznaacuteljuk eacutes meg sem fordul a fejuumlnkben mi lenne neacutelkuumlluumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
6
A geacutepek fogalma akkor alakult ki amikor az embereknek olyan berendezeacuteseket sikeruumllt
keacutesziacuteteniuumlk amelyek ugyancsak segiacutetetteacutek a munkaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez szuumlkseacuteges
energiaacutet maacuter nem az emberi izomerő biztosiacutetotta hanem valamilyen kuumllső energiaforraacutes
Amiacuteg a szerszaacutem az emberi erőkifejteacutes hataacutesfokaacutet noumlveli addig a geacutep toumlbbszoumlroumlseacutere erősiacuteti az
emberi teljesiacutetmeacutenyt A geacutepek megjeleneacuteseacutevel uacutej korszak nyiacutelt a termeleacutesi folyamatok
toumlrteacuteneteacuteben [1]
Kezdetben a viacutez energiaacutejaacutet sikeruumllt munkaveacutegzeacutesre biacuterni Az időszaacutemiacutetaacutesunk kezdete utaacuteni
időszakban kezdtek terjedni a viacutezimalmok amelyeket előszoumlr csak gabona őrleacuteseacutere
hasznaacuteltak de hamarosan - maacuter a IV szaacutezadban - megjelentek a fűreacuteszmalmok is Ezek a
geacutepek kuumlloumlnboumlző erőaacutetviteli mechanizmusokat igeacutenyeltek ezeacutert a roacutemaiak megalkottaacutek a
faragott fogaskereacutek-meghajtaacutest A viacutezikerekek a keacuteső koumlzeacutepkorban terjedtek el A XI szaacutezadi
Angliaacuteban 5624 viacutezimalom műkoumldoumltt ami azt jelenti hogy minden 50 csalaacutedra jutott egy A
viacutezi erő alkalmazaacutesa rohamosan terjedt viacutezikerekek hajtottaacutek a gabona- kalloacute- eacutes
fűreacuteszmalmokat a vashaacutemorokat a kendertiloloacutekat a ceacuternasodroacute- eacutes droacutethuacutezoacute geacutepeket a
viacutezemelő eacutes egyeacuteb szerkezeteket (11 aacutebra) [2]
11 aacutebra Viacutez erejeacutet hasznosiacutetoacute fuacuteroacutegeacutep [2]
A viacutezkereacutek elterjedeacutese neacutehaacuteny helyen akadaacutelyokba uumltkoumlzoumltt Az Alpoktoacutel deacutelre a folyoacutek neacuteha
kiszaacuteradtak eacuteszakra pedig teacutelen befagytak Ezeacutert a XII szaacutezad veacutegeacutetől megindult a kutataacutes
maacutes energiaforraacutesok utaacuten A tengerpartokon aacuterapaacutelymalmok eacutepiacuteteacuteseacutevel kiacuteseacuterleteztek de
elkezdteacutek alkalmazni a maacuter koraacutebban Perzsiaacuteban ismert szeacutelmalmokat A perzsa szeacutelmalmok
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
7
mintaacutejaacutera Euroacutepaacuteban viacutezszintes tengellyel eacutepiacutetetteacutek a szeacutelmalmokat mert ebben az esetben a
szeacutel az egeacutesz feluumlleteacuten eacuterte a szeacutelkereket
112 A gőzgeacutepek korszaka
Uacutej energiaforraacutes a geacutepezetek meghajtaacutesaacutera csak a XVII szaacutezad veacutegeacuten jelent meg Ez az uacutej
meghajtaacutesi moacuted a gőzgeacutep volt Azonban meacuteg vagy szaacutez eacutevig nem igazaacuten terjedt el mert a
megfelelő szerszaacutemgeacutepek neacutelkuumll nem tudtak pontos alkatreacuteszeket gyaacutertani ezek szaacutemaacutera
Majd csak az ipari forradalom műszaki uacutejiacutetaacutesai tetteacutek lehetőveacute a gőzgeacutep elterjedeacuteseacutet
A gőz ereje maacuter a roacutemaiak idejeacuten is ismert volt de eacuterdemben nem tudtaacutek hasznosiacutetani Az
első kezdetleges gőzgeacutep megalkotaacutesa 1681-ben a francia Denis Papin neveacutehez fűződik Ezt
keacutesőbb 1705-ben Thomas Newcomen eacutes John Cawley toumlkeacuteletesiacutetett Ez maacuter alkalmas volt viacutez
szivattyuacutezaacutesaacutera (12 aacutebra)
12 aacutebra Newcomen gőzgeacutepe [2]
Gőzgeacutepeket elsősorban a baacutenyaacutek viacutezteleniacuteteacuteseacutere hasznaacuteltak Magyarorszaacutegon 1711-ben
Selmecbaacutenyaacuten uumlzemeltek be gőzgeacutepet amelyet Euroacutepaacuteban előszoumlr hasznaacuteltak uumlzemszerűen
baacutenyaacutek viacutezszivattyuacutezaacutesaacutera
A baacutenyaacuteszaton kiacutevuumll Angliaacuteban a textilipar jelentette a huacutezoacuteerőt Az angliai textilipar
hatalmas fejlődeacutesen ment keresztuumll a XVIII szaacutezadig eacutes nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterult az ipari
forradalom megindulaacutesaacutehoz A gyorsan noumlvekvő termeleacutes hataacutesaacutera estek az aacuterak eacutes nőtt a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
8
kereslet a lakossaacuteg szegeacutenyebb koumlreiben is A XVIII szaacutezad koumlzepeacuten a textilipar maacuter nem biacutert
leacutepeacutest tartani a kereslettel Előszoumlr a munkaacutesok szaacutemaacutet noumlvelteacutek de egy idő utaacuten ez sem
vezetett eredmeacutenyre A megoldaacutest itt is a geacutepesiacuteteacutes jelentette 1764-ben James Hargreaves
megalkotta a fonoacute Jenny-t amely egyszerre nyolc csavart fonalszaacutelat tudott előaacutelliacutetani
1768-ban Richard Arkwright viacutezierő-meghajtaacutesuacute fonoacutegeacutepet keacutesziacutetett amely sodort laacutencfonalat
aacutelliacutetott elő
Az ipari fejlődeacutes szuumlkseacutegesseacute tette az aacuteru- eacutes szemeacutelyszaacutelliacutetaacutes fejlődeacuteseacutet is Angliaacuteban
megindult a vasuacutet- eacutes csatornaeacutepiacuteteacutesi laacutez Kezdetben meacuteg loacutevasutakat eacutepiacutetettek mert a lovak
nagyobb terhet tudtak a vasboacutel keacuteszuumllt siacuteneken vontatni mint az utakon Koumlzben a baacutenyaacutek
viacutezteleniacuteteacutese is tovaacutebb fejlődoumltt a gőzgeacutepek segiacutetseacutegeacutevel de az igazi eredmeacutenyt a James Watt
aacuteltal 1784-ben eacutepiacutetett automata szelepvezeacuterleacutesű gőzgeacutep jelentette Innen maacuter csak egy leacutepeacutes
volt haacutetra az első gőzmozdony elkeacutesziacuteteacuteseacuteig Ez 1814-ben George Stephenson neveacutehez
fűződik Angliaacuteban 1825 szeptember 27-eacuten nyiacutelt meg az első szemeacutelyszaacutelliacutetaacutesra is hasznaacutelt
gőzvasuacutetvonal a Stockton eacutes Darlington koumlzoumltti 39 km-es taacutevon Angliaacutet koumlvette Amerika
1829-ben Belgium 1834-ben Neacutemetorszaacuteg 1835-ben Oroszorszaacuteg 1837-ben
Magyarorszaacutegon 1846 juacutelius 15-eacuten indult meg a vasuacuteti koumlzlekedeacutes a Pest eacutes Vaacutec koumlzoumltti
vonalon A vasuacutetvonalak kieacutepiacuteteacutese jelentősen megkoumlnnyiacutetette a nyersanyagszaacutelliacutetaacutest eacutes az
aacuteruszaacutelliacutetaacutest A megtermelt javakat koumlnnyen el lehetett juttatni taacutevoli teruumlletekre is Ez uacutejabb
loumlkeacutest adott az ipar fejlődeacuteseacutenek eacutes a kereskedelemnek
113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes
A szerszaacutemgeacutepek megjeleneacutese az 1800-as eacutevek elejeacutere tehető Megjelent a gőzzel hajtott
gyalugeacutep fuacuteroacutegeacutep eacutes eszterga Ezek a szerszaacutemgeacutepek uacutej taacutevlatokat nyitottak a geacutepgyaacutertaacutes
tereacuten A textilipar geacutepesiacuteteacutese eacutes a geacutepek folyamatos fejleszteacutese azt eredmeacutenyezte hogy 1830-
toacutel 1900-ig a szoumlvőszeacutekek 7-szer gyorsabbak lettek A fejlődeacutesi folyamatban most a varraacutes
bizonyult a leglassabbnak Varroacutegeacutepet előszoumlr 1846-ban Elias Howe dobott a piacra amellyel
a varraacutes oumltszoumlr gyorsabb lett A varroacutegeacutepek gyaacutertaacutesa is lendiacutetett a szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacuteson
1870-ben Amerikaacuteban csak a Singer ceacuteg 465 ezer varroacutegeacutepet gyaacutertott
Az 1860-as eacutevekben keacutet uacutej erőgeacutep laacutetott napvilaacutegot az egyik a gaacutezmotor a maacutesik a
villanymotor A gaacutezmotort a francia Eacutetienne Lenoir aacutelliacutetotta elő majd Nikolaus August Otto
Wilhelm Maybach eacutes Karl Benz fejlesztette tovaacutebb eacutes az 1880-as eacutevekre megszuumlletett a
benzinmotor 1897-re Rudolf Diesel megalkotta a kompresszioacutes belső eacutegeacutesű motort
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
9
Az 1884-ben Charles Algernon Parsons aacuteltal toumlkeacuteletesiacutetett gőzturbina segiacutetseacutegeacutevel megindult
a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa A villanymotor maacuter ismert volt (Jedlik Aacutenyos 1825) csak
eacuteppen nem tudtaacutek hasznaacutelni mert elterjedeacuteseacutenek gaacutetat szabott a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa eacutes
szaacutelliacutetaacutesa A vilaacuteg első villamos erőműveacutet Edison alkotta meg amikor erőgeacutepkeacutent gőzgeacutepet
generaacutetorkeacutent egyenaacuteramuacute dinamoacutet alkalmazott De az egyenaacuteram szaacutelliacutetaacutesa tuacutelzottan
veszteseacutegesnek bizonyult Az első leacutegvezeteacutekek az 1890-es eacutevekben eacutepuumlltek miutaacuten a
villamosenergia-előaacutelliacutetaacutesi versengeacutest Edison eacutes Tesla koumlzoumltt veacuteguumll meacutegis Tesla vaacuteltakozoacute
aacuteramuacute megoldaacutesa jelentette
A villamosiacutetaacutes elterjedeacuteseacutevel a gőzgeacutepes vagy viacutezi energiaacutejuacute transzmisszioacutes hajtaacutest egyre
inkaacutebb felvaacuteltja a belsőeacutegeacutesű vagy a villanymotoros hajtaacutes Az 1920-as eacutevekben maacuter
sorozatban gyaacutertjaacutek a villanymotorokat amelyek megalapozzaacutek a korszerű szerszaacutemgeacutepek
műkoumldteteacuteseacutet Villamos motor műkoumldtette a geacutepek fő eacutes melleacutekmozgaacutesok tengelyeit szaacutenjait
egyeacuteb elemeit Ezzel paacuterhuzamosan a sokoldaluacute kutataacutesok eredmeacutenyekeacutent megjelentek az
uacutejfajta elektronikus vezeacuterlő rendszerek
Nagy aacutettoumlreacutest jelentett az 1960-as eacutevektől kezdve a szaacutemvezeacuterleacutes azaz NC (Numerical
Control) technika bevezeteacutese majd a programvezeacuterleacutes a CNC (Computer Numerical Control)
megjeleneacutese azonban a szerszaacutemgeacutepek fejlődeacutese nem aacutellt le a CNC technikaacuteval hanem azoacuteta
is toumlretlenuumll fejlődik A korszerű automatizaacutelt gyaacutertoacutesorokon egyre toumlbb robot veacutegez munkaacutet
főleg olyan helyeken ahol egeacuteszseacutegre aacutertalmas feladatot kell elveacutegezni [2]
Mineacutel magasabb fokuacute az automatizaacutelaacutes mineacutel intelligensebb berendezeacutesek keruumllnek a
gyaacutertoacutesorokra annaacutel kevesebb emberi munkaacutera van szuumlkseacuteg De egy dolgot nem szabad
elfelejtenuumlnk ezeket az intelligens berendezeacuteseacuteket valakiknek meg kell tervezni meg kell
alkotni be kell programozni eacutes uumlzembe kell helyezni Ezeacutert nagyon fontos napjainkban az
oktataacutes szerepe az eacuteletfogytig tartoacute tanulaacutes eacutes a folyamatos munkaerő aacutetkeacutepzeacutes Mert a
joumlvőben egyre inkaacutebb egyre magasabb fokuacute veacutegzettseacuteggel rendelkező munkaerőre lesz
szuumlkseacuteg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
10
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok
Az iraacutenyiacutetaacutestechnika a műszaki tudomaacutenyok azon aacutega amely a műszaki folyamatok
toumlrveacutenyszerűseacutegeivel eacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaival foglalkozik Az iraacutenyiacutetaacutestechnika
taacutergyaacutet azoknak a műszaki technoloacutegiai moacutedszereknek eacutes eljaacuteraacutesoknak az oumlsszesseacutege keacutepezi
amelyeket a megfelelő iraacutenyiacutetoacute berendezeacutesek segiacutetseacutegeacutevel egy előre meghataacuterozott iraacutenyban
tudunk befolyaacutesolni (13 aacutebra) Fő ceacutelja hogy az ember a geacutepesiacutetett folyamatok aloacutel
felszabadiacutethatoacute legyen Az iraacutenyiacutetaacutes tehaacutet a folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutest jelenti egy
bizonyos ceacutel eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben Aacuteltalaacuteban nagy energiaacutejuacute folyamatokat kis energiaacutejuacute
hataacutesokkal befolyaacutesol
13 aacutebra Az iraacutenyiacutetaacutestechnikai rendszer
Az elem iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel tovaacutebb nem bonthatoacute szerkezeti reacutesz Elemnek
tekinthető peacuteldaacuteul egy hőmeacuterseacuteklet eacuterzeacutekelő vagy egy logikai kapu Egy vagy akaacuter toumlbb
alkatreacuteszből is aacutellhat de iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel alkotoacute elemei leacutenyegtelenek
Szervnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetoacuterendszer iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszfeladatait oumlnaacutelloacutean ellaacutetoacute egyseacuteget Egy
vagy toumlbb elemből aacutellhat A szervek koumlzoumltt minden esetben joacutel meghataacuterozhatoacute kapcsolat van
Ezt nevezzuumlk hataacuteslaacutencnak A hataacuteslaacutenc egy joacutel meghataacuterozott sorrendet felteacutetelez az iraacutenyiacutetoacute
rendszer eacutes a folyamat koumlzoumltt [5]
Jelnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel leacutenyeges informaacutecioacutet tartalmazoacute fizikai
mennyiseacuteget de nem minden fizikai mennyiseacuteg tekinthető jelnek Peacuteldaacuteul egy tartaacutely
folyadeacutekszint szabaacutelyozaacutesa szempontjaacuteboacutel a folyadeacutekszint jelnek tekinthető De nem jel a
folyadeacutek hőmeacuterseacuteklete vagy koncentraacutecioacuteja mert ezek a szabaacutelyozaacutes szempontjaacuteboacutel
leacutenyegtelenek
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
6
A geacutepek fogalma akkor alakult ki amikor az embereknek olyan berendezeacuteseket sikeruumllt
keacutesziacuteteniuumlk amelyek ugyancsak segiacutetetteacutek a munkaacutet de a munkaveacutegzeacuteshez szuumlkseacuteges
energiaacutet maacuter nem az emberi izomerő biztosiacutetotta hanem valamilyen kuumllső energiaforraacutes
Amiacuteg a szerszaacutem az emberi erőkifejteacutes hataacutesfokaacutet noumlveli addig a geacutep toumlbbszoumlroumlseacutere erősiacuteti az
emberi teljesiacutetmeacutenyt A geacutepek megjeleneacuteseacutevel uacutej korszak nyiacutelt a termeleacutesi folyamatok
toumlrteacuteneteacuteben [1]
Kezdetben a viacutez energiaacutejaacutet sikeruumllt munkaveacutegzeacutesre biacuterni Az időszaacutemiacutetaacutesunk kezdete utaacuteni
időszakban kezdtek terjedni a viacutezimalmok amelyeket előszoumlr csak gabona őrleacuteseacutere
hasznaacuteltak de hamarosan - maacuter a IV szaacutezadban - megjelentek a fűreacuteszmalmok is Ezek a
geacutepek kuumlloumlnboumlző erőaacutetviteli mechanizmusokat igeacutenyeltek ezeacutert a roacutemaiak megalkottaacutek a
faragott fogaskereacutek-meghajtaacutest A viacutezikerekek a keacuteső koumlzeacutepkorban terjedtek el A XI szaacutezadi
Angliaacuteban 5624 viacutezimalom műkoumldoumltt ami azt jelenti hogy minden 50 csalaacutedra jutott egy A
viacutezi erő alkalmazaacutesa rohamosan terjedt viacutezikerekek hajtottaacutek a gabona- kalloacute- eacutes
fűreacuteszmalmokat a vashaacutemorokat a kendertiloloacutekat a ceacuternasodroacute- eacutes droacutethuacutezoacute geacutepeket a
viacutezemelő eacutes egyeacuteb szerkezeteket (11 aacutebra) [2]
11 aacutebra Viacutez erejeacutet hasznosiacutetoacute fuacuteroacutegeacutep [2]
A viacutezkereacutek elterjedeacutese neacutehaacuteny helyen akadaacutelyokba uumltkoumlzoumltt Az Alpoktoacutel deacutelre a folyoacutek neacuteha
kiszaacuteradtak eacuteszakra pedig teacutelen befagytak Ezeacutert a XII szaacutezad veacutegeacutetől megindult a kutataacutes
maacutes energiaforraacutesok utaacuten A tengerpartokon aacuterapaacutelymalmok eacutepiacuteteacuteseacutevel kiacuteseacuterleteztek de
elkezdteacutek alkalmazni a maacuter koraacutebban Perzsiaacuteban ismert szeacutelmalmokat A perzsa szeacutelmalmok
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
7
mintaacutejaacutera Euroacutepaacuteban viacutezszintes tengellyel eacutepiacutetetteacutek a szeacutelmalmokat mert ebben az esetben a
szeacutel az egeacutesz feluumlleteacuten eacuterte a szeacutelkereket
112 A gőzgeacutepek korszaka
Uacutej energiaforraacutes a geacutepezetek meghajtaacutesaacutera csak a XVII szaacutezad veacutegeacuten jelent meg Ez az uacutej
meghajtaacutesi moacuted a gőzgeacutep volt Azonban meacuteg vagy szaacutez eacutevig nem igazaacuten terjedt el mert a
megfelelő szerszaacutemgeacutepek neacutelkuumll nem tudtak pontos alkatreacuteszeket gyaacutertani ezek szaacutemaacutera
Majd csak az ipari forradalom műszaki uacutejiacutetaacutesai tetteacutek lehetőveacute a gőzgeacutep elterjedeacuteseacutet
A gőz ereje maacuter a roacutemaiak idejeacuten is ismert volt de eacuterdemben nem tudtaacutek hasznosiacutetani Az
első kezdetleges gőzgeacutep megalkotaacutesa 1681-ben a francia Denis Papin neveacutehez fűződik Ezt
keacutesőbb 1705-ben Thomas Newcomen eacutes John Cawley toumlkeacuteletesiacutetett Ez maacuter alkalmas volt viacutez
szivattyuacutezaacutesaacutera (12 aacutebra)
12 aacutebra Newcomen gőzgeacutepe [2]
Gőzgeacutepeket elsősorban a baacutenyaacutek viacutezteleniacuteteacuteseacutere hasznaacuteltak Magyarorszaacutegon 1711-ben
Selmecbaacutenyaacuten uumlzemeltek be gőzgeacutepet amelyet Euroacutepaacuteban előszoumlr hasznaacuteltak uumlzemszerűen
baacutenyaacutek viacutezszivattyuacutezaacutesaacutera
A baacutenyaacuteszaton kiacutevuumll Angliaacuteban a textilipar jelentette a huacutezoacuteerőt Az angliai textilipar
hatalmas fejlődeacutesen ment keresztuumll a XVIII szaacutezadig eacutes nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterult az ipari
forradalom megindulaacutesaacutehoz A gyorsan noumlvekvő termeleacutes hataacutesaacutera estek az aacuterak eacutes nőtt a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
8
kereslet a lakossaacuteg szegeacutenyebb koumlreiben is A XVIII szaacutezad koumlzepeacuten a textilipar maacuter nem biacutert
leacutepeacutest tartani a kereslettel Előszoumlr a munkaacutesok szaacutemaacutet noumlvelteacutek de egy idő utaacuten ez sem
vezetett eredmeacutenyre A megoldaacutest itt is a geacutepesiacuteteacutes jelentette 1764-ben James Hargreaves
megalkotta a fonoacute Jenny-t amely egyszerre nyolc csavart fonalszaacutelat tudott előaacutelliacutetani
1768-ban Richard Arkwright viacutezierő-meghajtaacutesuacute fonoacutegeacutepet keacutesziacutetett amely sodort laacutencfonalat
aacutelliacutetott elő
Az ipari fejlődeacutes szuumlkseacutegesseacute tette az aacuteru- eacutes szemeacutelyszaacutelliacutetaacutes fejlődeacuteseacutet is Angliaacuteban
megindult a vasuacutet- eacutes csatornaeacutepiacuteteacutesi laacutez Kezdetben meacuteg loacutevasutakat eacutepiacutetettek mert a lovak
nagyobb terhet tudtak a vasboacutel keacuteszuumllt siacuteneken vontatni mint az utakon Koumlzben a baacutenyaacutek
viacutezteleniacuteteacutese is tovaacutebb fejlődoumltt a gőzgeacutepek segiacutetseacutegeacutevel de az igazi eredmeacutenyt a James Watt
aacuteltal 1784-ben eacutepiacutetett automata szelepvezeacuterleacutesű gőzgeacutep jelentette Innen maacuter csak egy leacutepeacutes
volt haacutetra az első gőzmozdony elkeacutesziacuteteacuteseacuteig Ez 1814-ben George Stephenson neveacutehez
fűződik Angliaacuteban 1825 szeptember 27-eacuten nyiacutelt meg az első szemeacutelyszaacutelliacutetaacutesra is hasznaacutelt
gőzvasuacutetvonal a Stockton eacutes Darlington koumlzoumltti 39 km-es taacutevon Angliaacutet koumlvette Amerika
1829-ben Belgium 1834-ben Neacutemetorszaacuteg 1835-ben Oroszorszaacuteg 1837-ben
Magyarorszaacutegon 1846 juacutelius 15-eacuten indult meg a vasuacuteti koumlzlekedeacutes a Pest eacutes Vaacutec koumlzoumltti
vonalon A vasuacutetvonalak kieacutepiacuteteacutese jelentősen megkoumlnnyiacutetette a nyersanyagszaacutelliacutetaacutest eacutes az
aacuteruszaacutelliacutetaacutest A megtermelt javakat koumlnnyen el lehetett juttatni taacutevoli teruumlletekre is Ez uacutejabb
loumlkeacutest adott az ipar fejlődeacuteseacutenek eacutes a kereskedelemnek
113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes
A szerszaacutemgeacutepek megjeleneacutese az 1800-as eacutevek elejeacutere tehető Megjelent a gőzzel hajtott
gyalugeacutep fuacuteroacutegeacutep eacutes eszterga Ezek a szerszaacutemgeacutepek uacutej taacutevlatokat nyitottak a geacutepgyaacutertaacutes
tereacuten A textilipar geacutepesiacuteteacutese eacutes a geacutepek folyamatos fejleszteacutese azt eredmeacutenyezte hogy 1830-
toacutel 1900-ig a szoumlvőszeacutekek 7-szer gyorsabbak lettek A fejlődeacutesi folyamatban most a varraacutes
bizonyult a leglassabbnak Varroacutegeacutepet előszoumlr 1846-ban Elias Howe dobott a piacra amellyel
a varraacutes oumltszoumlr gyorsabb lett A varroacutegeacutepek gyaacutertaacutesa is lendiacutetett a szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacuteson
1870-ben Amerikaacuteban csak a Singer ceacuteg 465 ezer varroacutegeacutepet gyaacutertott
Az 1860-as eacutevekben keacutet uacutej erőgeacutep laacutetott napvilaacutegot az egyik a gaacutezmotor a maacutesik a
villanymotor A gaacutezmotort a francia Eacutetienne Lenoir aacutelliacutetotta elő majd Nikolaus August Otto
Wilhelm Maybach eacutes Karl Benz fejlesztette tovaacutebb eacutes az 1880-as eacutevekre megszuumlletett a
benzinmotor 1897-re Rudolf Diesel megalkotta a kompresszioacutes belső eacutegeacutesű motort
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
9
Az 1884-ben Charles Algernon Parsons aacuteltal toumlkeacuteletesiacutetett gőzturbina segiacutetseacutegeacutevel megindult
a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa A villanymotor maacuter ismert volt (Jedlik Aacutenyos 1825) csak
eacuteppen nem tudtaacutek hasznaacutelni mert elterjedeacuteseacutenek gaacutetat szabott a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa eacutes
szaacutelliacutetaacutesa A vilaacuteg első villamos erőműveacutet Edison alkotta meg amikor erőgeacutepkeacutent gőzgeacutepet
generaacutetorkeacutent egyenaacuteramuacute dinamoacutet alkalmazott De az egyenaacuteram szaacutelliacutetaacutesa tuacutelzottan
veszteseacutegesnek bizonyult Az első leacutegvezeteacutekek az 1890-es eacutevekben eacutepuumlltek miutaacuten a
villamosenergia-előaacutelliacutetaacutesi versengeacutest Edison eacutes Tesla koumlzoumltt veacuteguumll meacutegis Tesla vaacuteltakozoacute
aacuteramuacute megoldaacutesa jelentette
A villamosiacutetaacutes elterjedeacuteseacutevel a gőzgeacutepes vagy viacutezi energiaacutejuacute transzmisszioacutes hajtaacutest egyre
inkaacutebb felvaacuteltja a belsőeacutegeacutesű vagy a villanymotoros hajtaacutes Az 1920-as eacutevekben maacuter
sorozatban gyaacutertjaacutek a villanymotorokat amelyek megalapozzaacutek a korszerű szerszaacutemgeacutepek
műkoumldteteacuteseacutet Villamos motor műkoumldtette a geacutepek fő eacutes melleacutekmozgaacutesok tengelyeit szaacutenjait
egyeacuteb elemeit Ezzel paacuterhuzamosan a sokoldaluacute kutataacutesok eredmeacutenyekeacutent megjelentek az
uacutejfajta elektronikus vezeacuterlő rendszerek
Nagy aacutettoumlreacutest jelentett az 1960-as eacutevektől kezdve a szaacutemvezeacuterleacutes azaz NC (Numerical
Control) technika bevezeteacutese majd a programvezeacuterleacutes a CNC (Computer Numerical Control)
megjeleneacutese azonban a szerszaacutemgeacutepek fejlődeacutese nem aacutellt le a CNC technikaacuteval hanem azoacuteta
is toumlretlenuumll fejlődik A korszerű automatizaacutelt gyaacutertoacutesorokon egyre toumlbb robot veacutegez munkaacutet
főleg olyan helyeken ahol egeacuteszseacutegre aacutertalmas feladatot kell elveacutegezni [2]
Mineacutel magasabb fokuacute az automatizaacutelaacutes mineacutel intelligensebb berendezeacutesek keruumllnek a
gyaacutertoacutesorokra annaacutel kevesebb emberi munkaacutera van szuumlkseacuteg De egy dolgot nem szabad
elfelejtenuumlnk ezeket az intelligens berendezeacuteseacuteket valakiknek meg kell tervezni meg kell
alkotni be kell programozni eacutes uumlzembe kell helyezni Ezeacutert nagyon fontos napjainkban az
oktataacutes szerepe az eacuteletfogytig tartoacute tanulaacutes eacutes a folyamatos munkaerő aacutetkeacutepzeacutes Mert a
joumlvőben egyre inkaacutebb egyre magasabb fokuacute veacutegzettseacuteggel rendelkező munkaerőre lesz
szuumlkseacuteg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
10
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok
Az iraacutenyiacutetaacutestechnika a műszaki tudomaacutenyok azon aacutega amely a műszaki folyamatok
toumlrveacutenyszerűseacutegeivel eacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaival foglalkozik Az iraacutenyiacutetaacutestechnika
taacutergyaacutet azoknak a műszaki technoloacutegiai moacutedszereknek eacutes eljaacuteraacutesoknak az oumlsszesseacutege keacutepezi
amelyeket a megfelelő iraacutenyiacutetoacute berendezeacutesek segiacutetseacutegeacutevel egy előre meghataacuterozott iraacutenyban
tudunk befolyaacutesolni (13 aacutebra) Fő ceacutelja hogy az ember a geacutepesiacutetett folyamatok aloacutel
felszabadiacutethatoacute legyen Az iraacutenyiacutetaacutes tehaacutet a folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutest jelenti egy
bizonyos ceacutel eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben Aacuteltalaacuteban nagy energiaacutejuacute folyamatokat kis energiaacutejuacute
hataacutesokkal befolyaacutesol
13 aacutebra Az iraacutenyiacutetaacutestechnikai rendszer
Az elem iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel tovaacutebb nem bonthatoacute szerkezeti reacutesz Elemnek
tekinthető peacuteldaacuteul egy hőmeacuterseacuteklet eacuterzeacutekelő vagy egy logikai kapu Egy vagy akaacuter toumlbb
alkatreacuteszből is aacutellhat de iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel alkotoacute elemei leacutenyegtelenek
Szervnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetoacuterendszer iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszfeladatait oumlnaacutelloacutean ellaacutetoacute egyseacuteget Egy
vagy toumlbb elemből aacutellhat A szervek koumlzoumltt minden esetben joacutel meghataacuterozhatoacute kapcsolat van
Ezt nevezzuumlk hataacuteslaacutencnak A hataacuteslaacutenc egy joacutel meghataacuterozott sorrendet felteacutetelez az iraacutenyiacutetoacute
rendszer eacutes a folyamat koumlzoumltt [5]
Jelnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel leacutenyeges informaacutecioacutet tartalmazoacute fizikai
mennyiseacuteget de nem minden fizikai mennyiseacuteg tekinthető jelnek Peacuteldaacuteul egy tartaacutely
folyadeacutekszint szabaacutelyozaacutesa szempontjaacuteboacutel a folyadeacutekszint jelnek tekinthető De nem jel a
folyadeacutek hőmeacuterseacuteklete vagy koncentraacutecioacuteja mert ezek a szabaacutelyozaacutes szempontjaacuteboacutel
leacutenyegtelenek
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
7
mintaacutejaacutera Euroacutepaacuteban viacutezszintes tengellyel eacutepiacutetetteacutek a szeacutelmalmokat mert ebben az esetben a
szeacutel az egeacutesz feluumlleteacuten eacuterte a szeacutelkereket
112 A gőzgeacutepek korszaka
Uacutej energiaforraacutes a geacutepezetek meghajtaacutesaacutera csak a XVII szaacutezad veacutegeacuten jelent meg Ez az uacutej
meghajtaacutesi moacuted a gőzgeacutep volt Azonban meacuteg vagy szaacutez eacutevig nem igazaacuten terjedt el mert a
megfelelő szerszaacutemgeacutepek neacutelkuumll nem tudtak pontos alkatreacuteszeket gyaacutertani ezek szaacutemaacutera
Majd csak az ipari forradalom műszaki uacutejiacutetaacutesai tetteacutek lehetőveacute a gőzgeacutep elterjedeacuteseacutet
A gőz ereje maacuter a roacutemaiak idejeacuten is ismert volt de eacuterdemben nem tudtaacutek hasznosiacutetani Az
első kezdetleges gőzgeacutep megalkotaacutesa 1681-ben a francia Denis Papin neveacutehez fűződik Ezt
keacutesőbb 1705-ben Thomas Newcomen eacutes John Cawley toumlkeacuteletesiacutetett Ez maacuter alkalmas volt viacutez
szivattyuacutezaacutesaacutera (12 aacutebra)
12 aacutebra Newcomen gőzgeacutepe [2]
Gőzgeacutepeket elsősorban a baacutenyaacutek viacutezteleniacuteteacuteseacutere hasznaacuteltak Magyarorszaacutegon 1711-ben
Selmecbaacutenyaacuten uumlzemeltek be gőzgeacutepet amelyet Euroacutepaacuteban előszoumlr hasznaacuteltak uumlzemszerűen
baacutenyaacutek viacutezszivattyuacutezaacutesaacutera
A baacutenyaacuteszaton kiacutevuumll Angliaacuteban a textilipar jelentette a huacutezoacuteerőt Az angliai textilipar
hatalmas fejlődeacutesen ment keresztuumll a XVIII szaacutezadig eacutes nagymeacuterteacutekben hozzaacutejaacuterult az ipari
forradalom megindulaacutesaacutehoz A gyorsan noumlvekvő termeleacutes hataacutesaacutera estek az aacuterak eacutes nőtt a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
8
kereslet a lakossaacuteg szegeacutenyebb koumlreiben is A XVIII szaacutezad koumlzepeacuten a textilipar maacuter nem biacutert
leacutepeacutest tartani a kereslettel Előszoumlr a munkaacutesok szaacutemaacutet noumlvelteacutek de egy idő utaacuten ez sem
vezetett eredmeacutenyre A megoldaacutest itt is a geacutepesiacuteteacutes jelentette 1764-ben James Hargreaves
megalkotta a fonoacute Jenny-t amely egyszerre nyolc csavart fonalszaacutelat tudott előaacutelliacutetani
1768-ban Richard Arkwright viacutezierő-meghajtaacutesuacute fonoacutegeacutepet keacutesziacutetett amely sodort laacutencfonalat
aacutelliacutetott elő
Az ipari fejlődeacutes szuumlkseacutegesseacute tette az aacuteru- eacutes szemeacutelyszaacutelliacutetaacutes fejlődeacuteseacutet is Angliaacuteban
megindult a vasuacutet- eacutes csatornaeacutepiacuteteacutesi laacutez Kezdetben meacuteg loacutevasutakat eacutepiacutetettek mert a lovak
nagyobb terhet tudtak a vasboacutel keacuteszuumllt siacuteneken vontatni mint az utakon Koumlzben a baacutenyaacutek
viacutezteleniacuteteacutese is tovaacutebb fejlődoumltt a gőzgeacutepek segiacutetseacutegeacutevel de az igazi eredmeacutenyt a James Watt
aacuteltal 1784-ben eacutepiacutetett automata szelepvezeacuterleacutesű gőzgeacutep jelentette Innen maacuter csak egy leacutepeacutes
volt haacutetra az első gőzmozdony elkeacutesziacuteteacuteseacuteig Ez 1814-ben George Stephenson neveacutehez
fűződik Angliaacuteban 1825 szeptember 27-eacuten nyiacutelt meg az első szemeacutelyszaacutelliacutetaacutesra is hasznaacutelt
gőzvasuacutetvonal a Stockton eacutes Darlington koumlzoumltti 39 km-es taacutevon Angliaacutet koumlvette Amerika
1829-ben Belgium 1834-ben Neacutemetorszaacuteg 1835-ben Oroszorszaacuteg 1837-ben
Magyarorszaacutegon 1846 juacutelius 15-eacuten indult meg a vasuacuteti koumlzlekedeacutes a Pest eacutes Vaacutec koumlzoumltti
vonalon A vasuacutetvonalak kieacutepiacuteteacutese jelentősen megkoumlnnyiacutetette a nyersanyagszaacutelliacutetaacutest eacutes az
aacuteruszaacutelliacutetaacutest A megtermelt javakat koumlnnyen el lehetett juttatni taacutevoli teruumlletekre is Ez uacutejabb
loumlkeacutest adott az ipar fejlődeacuteseacutenek eacutes a kereskedelemnek
113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes
A szerszaacutemgeacutepek megjeleneacutese az 1800-as eacutevek elejeacutere tehető Megjelent a gőzzel hajtott
gyalugeacutep fuacuteroacutegeacutep eacutes eszterga Ezek a szerszaacutemgeacutepek uacutej taacutevlatokat nyitottak a geacutepgyaacutertaacutes
tereacuten A textilipar geacutepesiacuteteacutese eacutes a geacutepek folyamatos fejleszteacutese azt eredmeacutenyezte hogy 1830-
toacutel 1900-ig a szoumlvőszeacutekek 7-szer gyorsabbak lettek A fejlődeacutesi folyamatban most a varraacutes
bizonyult a leglassabbnak Varroacutegeacutepet előszoumlr 1846-ban Elias Howe dobott a piacra amellyel
a varraacutes oumltszoumlr gyorsabb lett A varroacutegeacutepek gyaacutertaacutesa is lendiacutetett a szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacuteson
1870-ben Amerikaacuteban csak a Singer ceacuteg 465 ezer varroacutegeacutepet gyaacutertott
Az 1860-as eacutevekben keacutet uacutej erőgeacutep laacutetott napvilaacutegot az egyik a gaacutezmotor a maacutesik a
villanymotor A gaacutezmotort a francia Eacutetienne Lenoir aacutelliacutetotta elő majd Nikolaus August Otto
Wilhelm Maybach eacutes Karl Benz fejlesztette tovaacutebb eacutes az 1880-as eacutevekre megszuumlletett a
benzinmotor 1897-re Rudolf Diesel megalkotta a kompresszioacutes belső eacutegeacutesű motort
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
9
Az 1884-ben Charles Algernon Parsons aacuteltal toumlkeacuteletesiacutetett gőzturbina segiacutetseacutegeacutevel megindult
a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa A villanymotor maacuter ismert volt (Jedlik Aacutenyos 1825) csak
eacuteppen nem tudtaacutek hasznaacutelni mert elterjedeacuteseacutenek gaacutetat szabott a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa eacutes
szaacutelliacutetaacutesa A vilaacuteg első villamos erőműveacutet Edison alkotta meg amikor erőgeacutepkeacutent gőzgeacutepet
generaacutetorkeacutent egyenaacuteramuacute dinamoacutet alkalmazott De az egyenaacuteram szaacutelliacutetaacutesa tuacutelzottan
veszteseacutegesnek bizonyult Az első leacutegvezeteacutekek az 1890-es eacutevekben eacutepuumlltek miutaacuten a
villamosenergia-előaacutelliacutetaacutesi versengeacutest Edison eacutes Tesla koumlzoumltt veacuteguumll meacutegis Tesla vaacuteltakozoacute
aacuteramuacute megoldaacutesa jelentette
A villamosiacutetaacutes elterjedeacuteseacutevel a gőzgeacutepes vagy viacutezi energiaacutejuacute transzmisszioacutes hajtaacutest egyre
inkaacutebb felvaacuteltja a belsőeacutegeacutesű vagy a villanymotoros hajtaacutes Az 1920-as eacutevekben maacuter
sorozatban gyaacutertjaacutek a villanymotorokat amelyek megalapozzaacutek a korszerű szerszaacutemgeacutepek
műkoumldteteacuteseacutet Villamos motor műkoumldtette a geacutepek fő eacutes melleacutekmozgaacutesok tengelyeit szaacutenjait
egyeacuteb elemeit Ezzel paacuterhuzamosan a sokoldaluacute kutataacutesok eredmeacutenyekeacutent megjelentek az
uacutejfajta elektronikus vezeacuterlő rendszerek
Nagy aacutettoumlreacutest jelentett az 1960-as eacutevektől kezdve a szaacutemvezeacuterleacutes azaz NC (Numerical
Control) technika bevezeteacutese majd a programvezeacuterleacutes a CNC (Computer Numerical Control)
megjeleneacutese azonban a szerszaacutemgeacutepek fejlődeacutese nem aacutellt le a CNC technikaacuteval hanem azoacuteta
is toumlretlenuumll fejlődik A korszerű automatizaacutelt gyaacutertoacutesorokon egyre toumlbb robot veacutegez munkaacutet
főleg olyan helyeken ahol egeacuteszseacutegre aacutertalmas feladatot kell elveacutegezni [2]
Mineacutel magasabb fokuacute az automatizaacutelaacutes mineacutel intelligensebb berendezeacutesek keruumllnek a
gyaacutertoacutesorokra annaacutel kevesebb emberi munkaacutera van szuumlkseacuteg De egy dolgot nem szabad
elfelejtenuumlnk ezeket az intelligens berendezeacuteseacuteket valakiknek meg kell tervezni meg kell
alkotni be kell programozni eacutes uumlzembe kell helyezni Ezeacutert nagyon fontos napjainkban az
oktataacutes szerepe az eacuteletfogytig tartoacute tanulaacutes eacutes a folyamatos munkaerő aacutetkeacutepzeacutes Mert a
joumlvőben egyre inkaacutebb egyre magasabb fokuacute veacutegzettseacuteggel rendelkező munkaerőre lesz
szuumlkseacuteg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
10
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok
Az iraacutenyiacutetaacutestechnika a műszaki tudomaacutenyok azon aacutega amely a műszaki folyamatok
toumlrveacutenyszerűseacutegeivel eacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaival foglalkozik Az iraacutenyiacutetaacutestechnika
taacutergyaacutet azoknak a műszaki technoloacutegiai moacutedszereknek eacutes eljaacuteraacutesoknak az oumlsszesseacutege keacutepezi
amelyeket a megfelelő iraacutenyiacutetoacute berendezeacutesek segiacutetseacutegeacutevel egy előre meghataacuterozott iraacutenyban
tudunk befolyaacutesolni (13 aacutebra) Fő ceacutelja hogy az ember a geacutepesiacutetett folyamatok aloacutel
felszabadiacutethatoacute legyen Az iraacutenyiacutetaacutes tehaacutet a folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutest jelenti egy
bizonyos ceacutel eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben Aacuteltalaacuteban nagy energiaacutejuacute folyamatokat kis energiaacutejuacute
hataacutesokkal befolyaacutesol
13 aacutebra Az iraacutenyiacutetaacutestechnikai rendszer
Az elem iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel tovaacutebb nem bonthatoacute szerkezeti reacutesz Elemnek
tekinthető peacuteldaacuteul egy hőmeacuterseacuteklet eacuterzeacutekelő vagy egy logikai kapu Egy vagy akaacuter toumlbb
alkatreacuteszből is aacutellhat de iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel alkotoacute elemei leacutenyegtelenek
Szervnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetoacuterendszer iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszfeladatait oumlnaacutelloacutean ellaacutetoacute egyseacuteget Egy
vagy toumlbb elemből aacutellhat A szervek koumlzoumltt minden esetben joacutel meghataacuterozhatoacute kapcsolat van
Ezt nevezzuumlk hataacuteslaacutencnak A hataacuteslaacutenc egy joacutel meghataacuterozott sorrendet felteacutetelez az iraacutenyiacutetoacute
rendszer eacutes a folyamat koumlzoumltt [5]
Jelnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel leacutenyeges informaacutecioacutet tartalmazoacute fizikai
mennyiseacuteget de nem minden fizikai mennyiseacuteg tekinthető jelnek Peacuteldaacuteul egy tartaacutely
folyadeacutekszint szabaacutelyozaacutesa szempontjaacuteboacutel a folyadeacutekszint jelnek tekinthető De nem jel a
folyadeacutek hőmeacuterseacuteklete vagy koncentraacutecioacuteja mert ezek a szabaacutelyozaacutes szempontjaacuteboacutel
leacutenyegtelenek
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
8
kereslet a lakossaacuteg szegeacutenyebb koumlreiben is A XVIII szaacutezad koumlzepeacuten a textilipar maacuter nem biacutert
leacutepeacutest tartani a kereslettel Előszoumlr a munkaacutesok szaacutemaacutet noumlvelteacutek de egy idő utaacuten ez sem
vezetett eredmeacutenyre A megoldaacutest itt is a geacutepesiacuteteacutes jelentette 1764-ben James Hargreaves
megalkotta a fonoacute Jenny-t amely egyszerre nyolc csavart fonalszaacutelat tudott előaacutelliacutetani
1768-ban Richard Arkwright viacutezierő-meghajtaacutesuacute fonoacutegeacutepet keacutesziacutetett amely sodort laacutencfonalat
aacutelliacutetott elő
Az ipari fejlődeacutes szuumlkseacutegesseacute tette az aacuteru- eacutes szemeacutelyszaacutelliacutetaacutes fejlődeacuteseacutet is Angliaacuteban
megindult a vasuacutet- eacutes csatornaeacutepiacuteteacutesi laacutez Kezdetben meacuteg loacutevasutakat eacutepiacutetettek mert a lovak
nagyobb terhet tudtak a vasboacutel keacuteszuumllt siacuteneken vontatni mint az utakon Koumlzben a baacutenyaacutek
viacutezteleniacuteteacutese is tovaacutebb fejlődoumltt a gőzgeacutepek segiacutetseacutegeacutevel de az igazi eredmeacutenyt a James Watt
aacuteltal 1784-ben eacutepiacutetett automata szelepvezeacuterleacutesű gőzgeacutep jelentette Innen maacuter csak egy leacutepeacutes
volt haacutetra az első gőzmozdony elkeacutesziacuteteacuteseacuteig Ez 1814-ben George Stephenson neveacutehez
fűződik Angliaacuteban 1825 szeptember 27-eacuten nyiacutelt meg az első szemeacutelyszaacutelliacutetaacutesra is hasznaacutelt
gőzvasuacutetvonal a Stockton eacutes Darlington koumlzoumltti 39 km-es taacutevon Angliaacutet koumlvette Amerika
1829-ben Belgium 1834-ben Neacutemetorszaacuteg 1835-ben Oroszorszaacuteg 1837-ben
Magyarorszaacutegon 1846 juacutelius 15-eacuten indult meg a vasuacuteti koumlzlekedeacutes a Pest eacutes Vaacutec koumlzoumltti
vonalon A vasuacutetvonalak kieacutepiacuteteacutese jelentősen megkoumlnnyiacutetette a nyersanyagszaacutelliacutetaacutest eacutes az
aacuteruszaacutelliacutetaacutest A megtermelt javakat koumlnnyen el lehetett juttatni taacutevoli teruumlletekre is Ez uacutejabb
loumlkeacutest adott az ipar fejlődeacuteseacutenek eacutes a kereskedelemnek
113 A szerszaacutemgeacutepek eacutes a villamosiacutetaacutes
A szerszaacutemgeacutepek megjeleneacutese az 1800-as eacutevek elejeacutere tehető Megjelent a gőzzel hajtott
gyalugeacutep fuacuteroacutegeacutep eacutes eszterga Ezek a szerszaacutemgeacutepek uacutej taacutevlatokat nyitottak a geacutepgyaacutertaacutes
tereacuten A textilipar geacutepesiacuteteacutese eacutes a geacutepek folyamatos fejleszteacutese azt eredmeacutenyezte hogy 1830-
toacutel 1900-ig a szoumlvőszeacutekek 7-szer gyorsabbak lettek A fejlődeacutesi folyamatban most a varraacutes
bizonyult a leglassabbnak Varroacutegeacutepet előszoumlr 1846-ban Elias Howe dobott a piacra amellyel
a varraacutes oumltszoumlr gyorsabb lett A varroacutegeacutepek gyaacutertaacutesa is lendiacutetett a szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacuteson
1870-ben Amerikaacuteban csak a Singer ceacuteg 465 ezer varroacutegeacutepet gyaacutertott
Az 1860-as eacutevekben keacutet uacutej erőgeacutep laacutetott napvilaacutegot az egyik a gaacutezmotor a maacutesik a
villanymotor A gaacutezmotort a francia Eacutetienne Lenoir aacutelliacutetotta elő majd Nikolaus August Otto
Wilhelm Maybach eacutes Karl Benz fejlesztette tovaacutebb eacutes az 1880-as eacutevekre megszuumlletett a
benzinmotor 1897-re Rudolf Diesel megalkotta a kompresszioacutes belső eacutegeacutesű motort
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
9
Az 1884-ben Charles Algernon Parsons aacuteltal toumlkeacuteletesiacutetett gőzturbina segiacutetseacutegeacutevel megindult
a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa A villanymotor maacuter ismert volt (Jedlik Aacutenyos 1825) csak
eacuteppen nem tudtaacutek hasznaacutelni mert elterjedeacuteseacutenek gaacutetat szabott a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa eacutes
szaacutelliacutetaacutesa A vilaacuteg első villamos erőműveacutet Edison alkotta meg amikor erőgeacutepkeacutent gőzgeacutepet
generaacutetorkeacutent egyenaacuteramuacute dinamoacutet alkalmazott De az egyenaacuteram szaacutelliacutetaacutesa tuacutelzottan
veszteseacutegesnek bizonyult Az első leacutegvezeteacutekek az 1890-es eacutevekben eacutepuumlltek miutaacuten a
villamosenergia-előaacutelliacutetaacutesi versengeacutest Edison eacutes Tesla koumlzoumltt veacuteguumll meacutegis Tesla vaacuteltakozoacute
aacuteramuacute megoldaacutesa jelentette
A villamosiacutetaacutes elterjedeacuteseacutevel a gőzgeacutepes vagy viacutezi energiaacutejuacute transzmisszioacutes hajtaacutest egyre
inkaacutebb felvaacuteltja a belsőeacutegeacutesű vagy a villanymotoros hajtaacutes Az 1920-as eacutevekben maacuter
sorozatban gyaacutertjaacutek a villanymotorokat amelyek megalapozzaacutek a korszerű szerszaacutemgeacutepek
műkoumldteteacuteseacutet Villamos motor műkoumldtette a geacutepek fő eacutes melleacutekmozgaacutesok tengelyeit szaacutenjait
egyeacuteb elemeit Ezzel paacuterhuzamosan a sokoldaluacute kutataacutesok eredmeacutenyekeacutent megjelentek az
uacutejfajta elektronikus vezeacuterlő rendszerek
Nagy aacutettoumlreacutest jelentett az 1960-as eacutevektől kezdve a szaacutemvezeacuterleacutes azaz NC (Numerical
Control) technika bevezeteacutese majd a programvezeacuterleacutes a CNC (Computer Numerical Control)
megjeleneacutese azonban a szerszaacutemgeacutepek fejlődeacutese nem aacutellt le a CNC technikaacuteval hanem azoacuteta
is toumlretlenuumll fejlődik A korszerű automatizaacutelt gyaacutertoacutesorokon egyre toumlbb robot veacutegez munkaacutet
főleg olyan helyeken ahol egeacuteszseacutegre aacutertalmas feladatot kell elveacutegezni [2]
Mineacutel magasabb fokuacute az automatizaacutelaacutes mineacutel intelligensebb berendezeacutesek keruumllnek a
gyaacutertoacutesorokra annaacutel kevesebb emberi munkaacutera van szuumlkseacuteg De egy dolgot nem szabad
elfelejtenuumlnk ezeket az intelligens berendezeacuteseacuteket valakiknek meg kell tervezni meg kell
alkotni be kell programozni eacutes uumlzembe kell helyezni Ezeacutert nagyon fontos napjainkban az
oktataacutes szerepe az eacuteletfogytig tartoacute tanulaacutes eacutes a folyamatos munkaerő aacutetkeacutepzeacutes Mert a
joumlvőben egyre inkaacutebb egyre magasabb fokuacute veacutegzettseacuteggel rendelkező munkaerőre lesz
szuumlkseacuteg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
10
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok
Az iraacutenyiacutetaacutestechnika a műszaki tudomaacutenyok azon aacutega amely a műszaki folyamatok
toumlrveacutenyszerűseacutegeivel eacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaival foglalkozik Az iraacutenyiacutetaacutestechnika
taacutergyaacutet azoknak a műszaki technoloacutegiai moacutedszereknek eacutes eljaacuteraacutesoknak az oumlsszesseacutege keacutepezi
amelyeket a megfelelő iraacutenyiacutetoacute berendezeacutesek segiacutetseacutegeacutevel egy előre meghataacuterozott iraacutenyban
tudunk befolyaacutesolni (13 aacutebra) Fő ceacutelja hogy az ember a geacutepesiacutetett folyamatok aloacutel
felszabadiacutethatoacute legyen Az iraacutenyiacutetaacutes tehaacutet a folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutest jelenti egy
bizonyos ceacutel eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben Aacuteltalaacuteban nagy energiaacutejuacute folyamatokat kis energiaacutejuacute
hataacutesokkal befolyaacutesol
13 aacutebra Az iraacutenyiacutetaacutestechnikai rendszer
Az elem iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel tovaacutebb nem bonthatoacute szerkezeti reacutesz Elemnek
tekinthető peacuteldaacuteul egy hőmeacuterseacuteklet eacuterzeacutekelő vagy egy logikai kapu Egy vagy akaacuter toumlbb
alkatreacuteszből is aacutellhat de iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel alkotoacute elemei leacutenyegtelenek
Szervnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetoacuterendszer iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszfeladatait oumlnaacutelloacutean ellaacutetoacute egyseacuteget Egy
vagy toumlbb elemből aacutellhat A szervek koumlzoumltt minden esetben joacutel meghataacuterozhatoacute kapcsolat van
Ezt nevezzuumlk hataacuteslaacutencnak A hataacuteslaacutenc egy joacutel meghataacuterozott sorrendet felteacutetelez az iraacutenyiacutetoacute
rendszer eacutes a folyamat koumlzoumltt [5]
Jelnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel leacutenyeges informaacutecioacutet tartalmazoacute fizikai
mennyiseacuteget de nem minden fizikai mennyiseacuteg tekinthető jelnek Peacuteldaacuteul egy tartaacutely
folyadeacutekszint szabaacutelyozaacutesa szempontjaacuteboacutel a folyadeacutekszint jelnek tekinthető De nem jel a
folyadeacutek hőmeacuterseacuteklete vagy koncentraacutecioacuteja mert ezek a szabaacutelyozaacutes szempontjaacuteboacutel
leacutenyegtelenek
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
9
Az 1884-ben Charles Algernon Parsons aacuteltal toumlkeacuteletesiacutetett gőzturbina segiacutetseacutegeacutevel megindult
a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa A villanymotor maacuter ismert volt (Jedlik Aacutenyos 1825) csak
eacuteppen nem tudtaacutek hasznaacutelni mert elterjedeacuteseacutenek gaacutetat szabott a villamos energia előaacutelliacutetaacutesa eacutes
szaacutelliacutetaacutesa A vilaacuteg első villamos erőműveacutet Edison alkotta meg amikor erőgeacutepkeacutent gőzgeacutepet
generaacutetorkeacutent egyenaacuteramuacute dinamoacutet alkalmazott De az egyenaacuteram szaacutelliacutetaacutesa tuacutelzottan
veszteseacutegesnek bizonyult Az első leacutegvezeteacutekek az 1890-es eacutevekben eacutepuumlltek miutaacuten a
villamosenergia-előaacutelliacutetaacutesi versengeacutest Edison eacutes Tesla koumlzoumltt veacuteguumll meacutegis Tesla vaacuteltakozoacute
aacuteramuacute megoldaacutesa jelentette
A villamosiacutetaacutes elterjedeacuteseacutevel a gőzgeacutepes vagy viacutezi energiaacutejuacute transzmisszioacutes hajtaacutest egyre
inkaacutebb felvaacuteltja a belsőeacutegeacutesű vagy a villanymotoros hajtaacutes Az 1920-as eacutevekben maacuter
sorozatban gyaacutertjaacutek a villanymotorokat amelyek megalapozzaacutek a korszerű szerszaacutemgeacutepek
műkoumldteteacuteseacutet Villamos motor műkoumldtette a geacutepek fő eacutes melleacutekmozgaacutesok tengelyeit szaacutenjait
egyeacuteb elemeit Ezzel paacuterhuzamosan a sokoldaluacute kutataacutesok eredmeacutenyekeacutent megjelentek az
uacutejfajta elektronikus vezeacuterlő rendszerek
Nagy aacutettoumlreacutest jelentett az 1960-as eacutevektől kezdve a szaacutemvezeacuterleacutes azaz NC (Numerical
Control) technika bevezeteacutese majd a programvezeacuterleacutes a CNC (Computer Numerical Control)
megjeleneacutese azonban a szerszaacutemgeacutepek fejlődeacutese nem aacutellt le a CNC technikaacuteval hanem azoacuteta
is toumlretlenuumll fejlődik A korszerű automatizaacutelt gyaacutertoacutesorokon egyre toumlbb robot veacutegez munkaacutet
főleg olyan helyeken ahol egeacuteszseacutegre aacutertalmas feladatot kell elveacutegezni [2]
Mineacutel magasabb fokuacute az automatizaacutelaacutes mineacutel intelligensebb berendezeacutesek keruumllnek a
gyaacutertoacutesorokra annaacutel kevesebb emberi munkaacutera van szuumlkseacuteg De egy dolgot nem szabad
elfelejtenuumlnk ezeket az intelligens berendezeacuteseacuteket valakiknek meg kell tervezni meg kell
alkotni be kell programozni eacutes uumlzembe kell helyezni Ezeacutert nagyon fontos napjainkban az
oktataacutes szerepe az eacuteletfogytig tartoacute tanulaacutes eacutes a folyamatos munkaerő aacutetkeacutepzeacutes Mert a
joumlvőben egyre inkaacutebb egyre magasabb fokuacute veacutegzettseacuteggel rendelkező munkaerőre lesz
szuumlkseacuteg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
10
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok
Az iraacutenyiacutetaacutestechnika a műszaki tudomaacutenyok azon aacutega amely a műszaki folyamatok
toumlrveacutenyszerűseacutegeivel eacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaival foglalkozik Az iraacutenyiacutetaacutestechnika
taacutergyaacutet azoknak a műszaki technoloacutegiai moacutedszereknek eacutes eljaacuteraacutesoknak az oumlsszesseacutege keacutepezi
amelyeket a megfelelő iraacutenyiacutetoacute berendezeacutesek segiacutetseacutegeacutevel egy előre meghataacuterozott iraacutenyban
tudunk befolyaacutesolni (13 aacutebra) Fő ceacutelja hogy az ember a geacutepesiacutetett folyamatok aloacutel
felszabadiacutethatoacute legyen Az iraacutenyiacutetaacutes tehaacutet a folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutest jelenti egy
bizonyos ceacutel eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben Aacuteltalaacuteban nagy energiaacutejuacute folyamatokat kis energiaacutejuacute
hataacutesokkal befolyaacutesol
13 aacutebra Az iraacutenyiacutetaacutestechnikai rendszer
Az elem iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel tovaacutebb nem bonthatoacute szerkezeti reacutesz Elemnek
tekinthető peacuteldaacuteul egy hőmeacuterseacuteklet eacuterzeacutekelő vagy egy logikai kapu Egy vagy akaacuter toumlbb
alkatreacuteszből is aacutellhat de iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel alkotoacute elemei leacutenyegtelenek
Szervnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetoacuterendszer iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszfeladatait oumlnaacutelloacutean ellaacutetoacute egyseacuteget Egy
vagy toumlbb elemből aacutellhat A szervek koumlzoumltt minden esetben joacutel meghataacuterozhatoacute kapcsolat van
Ezt nevezzuumlk hataacuteslaacutencnak A hataacuteslaacutenc egy joacutel meghataacuterozott sorrendet felteacutetelez az iraacutenyiacutetoacute
rendszer eacutes a folyamat koumlzoumltt [5]
Jelnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel leacutenyeges informaacutecioacutet tartalmazoacute fizikai
mennyiseacuteget de nem minden fizikai mennyiseacuteg tekinthető jelnek Peacuteldaacuteul egy tartaacutely
folyadeacutekszint szabaacutelyozaacutesa szempontjaacuteboacutel a folyadeacutekszint jelnek tekinthető De nem jel a
folyadeacutek hőmeacuterseacuteklete vagy koncentraacutecioacuteja mert ezek a szabaacutelyozaacutes szempontjaacuteboacutel
leacutenyegtelenek
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
10
12 Iraacutenyiacutetaacutestechnikai alapfogalmak meghataacuterozaacutesok
Az iraacutenyiacutetaacutestechnika a műszaki tudomaacutenyok azon aacutega amely a műszaki folyamatok
toumlrveacutenyszerűseacutegeivel eacutes gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutesaival foglalkozik Az iraacutenyiacutetaacutestechnika
taacutergyaacutet azoknak a műszaki technoloacutegiai moacutedszereknek eacutes eljaacuteraacutesoknak az oumlsszesseacutege keacutepezi
amelyeket a megfelelő iraacutenyiacutetoacute berendezeacutesek segiacutetseacutegeacutevel egy előre meghataacuterozott iraacutenyban
tudunk befolyaacutesolni (13 aacutebra) Fő ceacutelja hogy az ember a geacutepesiacutetett folyamatok aloacutel
felszabadiacutethatoacute legyen Az iraacutenyiacutetaacutes tehaacutet a folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutest jelenti egy
bizonyos ceacutel eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben Aacuteltalaacuteban nagy energiaacutejuacute folyamatokat kis energiaacutejuacute
hataacutesokkal befolyaacutesol
13 aacutebra Az iraacutenyiacutetaacutestechnikai rendszer
Az elem iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel tovaacutebb nem bonthatoacute szerkezeti reacutesz Elemnek
tekinthető peacuteldaacuteul egy hőmeacuterseacuteklet eacuterzeacutekelő vagy egy logikai kapu Egy vagy akaacuter toumlbb
alkatreacuteszből is aacutellhat de iraacutenyiacutetaacutestechnikai szempontboacutel alkotoacute elemei leacutenyegtelenek
Szervnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetoacuterendszer iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszfeladatait oumlnaacutelloacutean ellaacutetoacute egyseacuteget Egy
vagy toumlbb elemből aacutellhat A szervek koumlzoumltt minden esetben joacutel meghataacuterozhatoacute kapcsolat van
Ezt nevezzuumlk hataacuteslaacutencnak A hataacuteslaacutenc egy joacutel meghataacuterozott sorrendet felteacutetelez az iraacutenyiacutetoacute
rendszer eacutes a folyamat koumlzoumltt [5]
Jelnek nevezzuumlk az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel leacutenyeges informaacutecioacutet tartalmazoacute fizikai
mennyiseacuteget de nem minden fizikai mennyiseacuteg tekinthető jelnek Peacuteldaacuteul egy tartaacutely
folyadeacutekszint szabaacutelyozaacutesa szempontjaacuteboacutel a folyadeacutekszint jelnek tekinthető De nem jel a
folyadeacutek hőmeacuterseacuteklete vagy koncentraacutecioacuteja mert ezek a szabaacutelyozaacutes szempontjaacuteboacutel
leacutenyegtelenek
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
11
121 Az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveletei
Az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel neacutegy fontos reacuteszműveletet kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg amelyek jelen
vannak mindenfajta iraacutenyiacutetaacutesi rendszer eseteacuteben
bull informaacutecioacute-szerzeacutes bull informaacutecioacute feldolgozaacutes bull doumlnteacuteshozatal bull beavatkozaacutes veacutegrehajtaacutes
Az informaacutecioacute-szerzeacutes minden esetben magaacuteba foglalja mindazokat az esemeacutenyeket amelyek
segiacutetseacutegeacutevel adatokat kapunk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel Ez rendszerint kuumlloumlnboumlző eacuterzeacutekelő
elemek meacuterőműszerek berendezeacutesek pillanatnyi eacuterteacutekeit jelenti
Az informaacutecioacute feldolgozaacutes az eacuterzeacutekelők aacuteltal begyűjtoumltt adatok feldolgozaacutesaacutet jelenti Ez a
legtoumlbb esetben oumlsszetett művelet mert egyszerre akaacuter toumlbb beeacuterkező adatot is elemezni kell
A feldolgozott informaacutecioacutek alapjaacuten szuumlletik meg a doumlnteacuteshozatal amely meghataacuterozza a
beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet Ezt koumlveti a beavatkozaacutes amely rendszerint valamilyen kuumllső
energiaforraacutes segiacutetseacutegeacutevel a doumlnteacuteshozatalnak megfelelően az előiacutert iraacutenyban moacutedosiacutetja a
folyamat aacutellapotaacutet
122 Az iraacutenyiacutetaacutes osztaacutelyozaacutesa
Attoacutel fuumlggően hogy az előző fejezetben felsorolt reacuteszműveleteket az ember veacutegzi vagy
automatikusan toumlrteacutenik az iraacutenyiacutetaacutest keacutet nagy csoportra oszthatjuk
bull keacutezi iraacutenyiacutetaacutes
bull oumlnműkoumldő vagy automatikus iraacutenyiacutetaacutes
Keacutezi iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a moacutedja amikor az iraacutenyiacutetaacutes reacuteszműveleteinek toumlbbseacutegeacutet
(informaacutecioacute-szerzeacutes informaacutecioacute kieacuterteacutekeleacutes doumlnteacuteshozatal) az ember veacutegzi
Oumlnműkoumldő iraacutenyiacutetaacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor valamennyi iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszművelet
emberi beavatkozaacutes neacutelkuumll megy veacutegbe (14 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
12
14 aacutebra Keacutezi eacutes automata iraacutenyiacutetaacutes
Az 14 aacutebra egy taacutergy A pontboacutel B pontba toumlrteacutenő szaacutelliacutetaacutesi folyamataacutet mutatja be Az a) aacutebra
egy keacutezi iraacutenyiacutetaacutest aacutebraacutezol ahol az iraacutenyiacutetaacutesi reacuteszműveleteket (a szaacutelliacutetoacuteszalag indiacutetaacutesaacutet eacutes
megaacutelliacutetaacutesaacutet) az A eacutes B pontokban elhelyezett operaacutetorok veacutegzik A b) aacutebraacuten ez a folyamat
oumlnműkoumldően toumlrteacutenik Az A pontban elhelyezett eacuterzeacutekelő informaacutecioacuteja alapjaacuten a szaacutelliacutetoacuteszalag
elindul miacuteg a B pontbeli eacuterzeacutekelő megaacutelliacutetja a szalagot Ebben az esetben maacuter nincs szuumlkseacuteg
operaacutetorokra A folyamat automatikusan műkoumldik a kezelő szemeacutely legfeljebb feluumlgyeleti
szerepet fog betoumllteni
Az iraacutenyiacutetaacutest osztaacutelyozhatjuk a folyamat aacutellapotaacuteroacutel toumlrteacutenő eacutertesuumlleacutes moacutedja szerint is Ennek
alapjaacuten ugyancsak keacutet nagy csoportra oszthatjuk az iraacutenyiacutetaacutest
bull vezeacuterleacutes
bull szabaacutelyozaacutes
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor az iraacutenyiacutetaacutes soraacuten nem eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Nyiacutelt hataacuteslaacutenc jellemzi
A szabaacutelyozaacutes soraacuten vagy folyamatosan vagy szakaszosan de eacutertesuumlluumlnk a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel Zaacutert hataacuteslaacutenc jellemzi (15 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
13
15 aacutebra Nyiacutelt eacutes zaacutert hataacuteslaacutencuacute iraacutenyiacutetaacutes
Az 16 aacutebraacuten egy klasszikus szabaacutelyozaacutes (talaacuten az első szabaacutelyozoacute) a Watt-feacutele gőzgeacutep
fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacutejaacutenak műkoumldeacutesi elveacutet szemleacutelteti A centrifugaacutelinga roumlpsuacutelyai
eacuterzeacutekelik a fordulatszaacutemot a hozzaacutekapcsoloacutedoacute kar pedig zaacuterja a szelepet ha a fordulatszaacutem
eleacuterte a felső hataacutert
16 aacutebra A Watt-feacutele gőzgeacutep fordulatszaacutem-szabaacutelyozoacuteja [3]
De egyeacuteb egyszerű peacuteldaacutekat is emliacutethetneacutek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet-szabaacutelyozaacutes
nyomaacutesszabaacutelyozaacutes egy tartaacutely folyadeacutekszint-szabaacutelyozaacutesa vagy akaacuter egy villamos motor
fordulatszaacutem-szabaacutelyozaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
14
123 Analoacuteg eacutes digitaacutelis jelek
A jelek olyan meacuterhető fizikai mennyiseacutegek amelyek az iraacutenyiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel fontos
informaacutecioacutekat tartalmaznak Keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket analoacuteg eacutes digitaacutelis jelekre
Analoacuteg jelnek tekinthetők mindazok a fizikai mennyiseacutegek amelyek eseteacuteben egy AB
időintervallumon beluumll baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig egy joacutel meghataacuterozott
eacuterteacuteket (Yi) kapunk Az analoacuteg jelek tehaacutet folytonosak eacuterteacutekuumlk lehet aacutellandoacute vagy vaacuteltozoacute az
adott intervallum alatt Pl hőmeacuterseacuteklet fordulatszaacutem egyenfeszuumlltseacuteg szinuszosan vaacuteltakozoacute
feszuumlltseacuteg stb (17 aacutebra)
17 aacutebra Analoacuteg jel
A digitaacutelis jelek meghataacuterozaacutesaacutet a koumlvetkezőkeacuteppen iacuterhatjuk le Az AB intervallumon beluumll
baacuterhol felveszuumlnk egy ti időpillanatot mindig legfeljebb keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket kapunk
egy alsoacute (YL) eacutes egy felső (YH) szinthez tartozoacute eacuterteacuteket A digitaacutelis jel nem folytonos az
aacutetmeneti pontokban (tranzit pontok) nem hataacuterozhatoacute meg az eacuterteacuteke (18 aacutebra) Ilyenek
peacuteldaacuteul kapcsoloacutek nyomoacutegombok maacutegneskapcsoloacutek jelei
18 aacutebra Digitaacutelis jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
15
A folyamatokat leginkaacutebb jellemző fizikai mennyiseacutegek (hőmeacuterseacuteklet sebesseacuteg fordulatszaacutem
stb) zoumlmeacuteben analoacuteg jellegűek Feldolgozaacutesuk viszont a korszerű szaacutemiacutetoacutegeacutepes
iraacutenyiacutetoacuterendszerek eseteacuteben csak digitaacutelis formaacuteban lehetseacuteges Ezeacutert fontos sok esetben
ezeknek az analoacuteg jeleknek a digitaacutelis jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa vagy ha szuumlkseacuteges akkor a
digitaacutelis jel analoacuteg jelleacute toumlrteacutenő visszaalakiacutetaacutesa Felmeruumll a keacuterdeacutes hogy hogyan tudunk egy
adott intervallumban folyamatosan vaacuteltozoacute analoacuteg jelet digitaacutelis jelleacute alakiacutetani amikor a
digitaacutelis jel az előbbi meghataacuterozaacutes szerint csak keacutet eacuterteacuteket vehet fel
A digitaacutelis mennyiseacutegek alapeacuterteacuteke a bit Egy bittel valoacuteban csak keacutet joacutel meghataacuterozott eacuterteacuteket
tudunk leiacuterni De ha noumlveljuumlk a bitek szaacutemaacutet akkor maacuter hatvaacutenyozottan noumlvekszik a jel
eacuterteacutekkeacuteszlete is 2 bites jellel 4 (22) 3 bites jellel 8 (23) n bites jellel 2n eacuterteacutek iacuterhatoacute le
124 Mintaveacutetelezett jelek
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban sok esetben nincs szuumlkseacuteguumlnk a teljes analoacuteg jel minden pillanatbeli
ismereteacutere Vannak lassan vaacuteltozoacute jelek mint peacuteldaacuteul a hőmeacuterseacuteklet amely nem tud hirtelen
megvaacuteltozni egyik pillanatroacutel a maacutesikra Egy kemence hőmeacuterseacuteklete nem tud hirtelen 20 C
fokroacutel peacuteldaacuteul 250 C fokra vaacuteltozni Ilyenkor eleacuteg ha bizonyos időkoumlzoumlmkeacutent meacuterjuumlk a
hőmeacuterseacutekletet azaz bdquomintaacutet veszuumlnkrdquo az adott pillanatbeli hőmeacuterseacutekletből
Az analoacuteg jelek digitaacutelis jelekkeacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesa soraacuten is hasonloacutekeacuteppen kell eljaacuternunk Itt
is első leacutepeacuteskeacutent joacutel meghataacuterozott időnkeacutent mintaacutet veszuumlnk az analoacuteg jelből Az iacutegy leacutetrejoumlvő
jelet nevezzuumlk mintaveacutetelezett jelnek (19 aacutebra)
19 aacutebra Mintaveacutetelezett jel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
16
A mintaveacutetelezeacutes soraacuten nagyon fontos hogy helyesen vaacutelasszuk meg a mintaveacutetelezeacutes
gyakorisaacutegaacutet (Tm) A tuacutel gyakori mintaveacutetelezeacutes felesleges adatmennyiseacuteggel terhelheti a
rendszert a tuacutelsaacutegosan ritka mintaveacutetelezeacutes pedig informaacutecioacuteveszteseacuteget okozhat Aneacutelkuumll
hogy tuacutelsaacutegosan belemeruumllneacutenk a jelaacutetalakiacutetaacutes elmeacuteleti keacuterdeacuteseibe neacutehaacuteny fontos probleacutemaacutet
azeacutert nem aacutert megjegyeznuumlnk A periodikusan vaacuteltozoacute jelek eseteacuteben a Fourier teacutetel alapjaacuten
kijelenthetjuumlk hogy baacutermely folytonos periodikus jel előaacutelliacutethatoacute kuumlloumlnboumlző frekvenciaacutejuacute eacutes
faacutezisuacute szinuszos jelek oumlsszegekeacutent Ezek a jelek alkotjaacutek a vizsgaacutelt jel frekvenciaspektrumaacutet
A mintaveacutetelezett jelek elmeacuteleteacutevel Claude Shannon amerikai matematikus foglalkozott Az ő
elmeacutelete alapjaacuten hataacuterozhatoacute meg toumlbbek koumlzoumltt a helyes mintaveacutetelezeacutesi frekvencia A
Shannon teacutetel szerint a mintaveacutetelezett jel informaacutecioacuteveszteacutes neacutelkuumll visszaaacutelliacutethatoacute ha a
mintaveacutetelezeacutesi frekvencia (fm) legalaacutebb keacutetszer nagyobb mint a jel frekvenciaspektrumaacuteban
szereplő legmagasabb frekvenciaacutejuacute jel frekvenciaacuteja (fmax)
max2 ffm ge (11)
Koumlvetkezik hogy a mintaveacutetelezeacutes perioacutedusa (Tm)
mm f
T1
= (12)
125 Az analoacuteg-digitaacutelis (AD) jelaacutetalakiacutetaacutes elve
Az AD aacutetalakiacutetaacutes ceacutelja hogy az analoacuteg jel a digitaacutelis eszkoumlzoumlk eacutes berendezeacutesek aacuteltal
eacutertelmezhető jelleacute alakuljon Az analoacuteg-digitaacutelis aacutetalakiacutetaacutes aacuteltalaacuteban a koumlvetkező leacutepeacuteseket
tartalmazza
1 Nem villamos jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos jelleacute
2 Analoacuteg jel kondicionaacutelaacutesa
3 Analoacuteg jel mintaveacutetelezeacutese
4 Mintaacutek kvantaacutelaacutesa
5 Koacutedolaacutes
A nem villamos jelek villamos jelleacute toumlrteacutenő aacutetalakiacutetaacutesaacuteval egy keacutesőbbi fejezetben reacuteszletesen
fogunk foglalkozni A jelkondicionaacutelaacutes feladata egyreacuteszt a megfelelő szintű jel előaacutelliacutetaacutesa
maacutesreacuteszt ez az eljaacuteraacutes hivatott arra hogy szűrje az analoacuteg jelet az esetleges villamos zajtoacutel
amelyek akaacuter teacuteves informaacutecioacutet eredmeacutenyezhetnek az aacutetalakiacutetaacutes soraacuten A jelkondicionaacutelaacutest
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
17
koumlveti az előző fejezetben maacuter bemutatott mintaveacutetelezeacutes illetve a mintaveacutetelezett jel
előaacutelliacutetaacutesa A kvantaacutelaacutes soraacuten az analoacuteg jel eacuterteacutektartomaacutenyaacutet (a minimaacutelis eacutes maximaacutelis
eacuterteacutekek koumlzoumltti tartomaacuteny) egyenlő intervallumokra bontjaacutek Az intervallumok szeacutelesseacutege
vagyis a kvantum (q) az AD aacutetalakiacutetoacute (a digitaacutelis jel) bitjeinek szaacutemaacutetoacutel fuumlgg (13) Ez
hataacuterozza meg az aacutetalakiacutetoacute felbontaacutesaacutet azaz az aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet
n
Uq
2
∆= (13)
Ahol ∆U az analoacuteg jel intervallumaacutet jeloumlli n pedig a bitek szaacutemaacutet
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban leggyakrabban hasznaacutelatos villamos jelszintek a plusmn10 V vagy a
0-10 V koumlzoumltti feszuumlltseacutegek illetve a 4-20 mA koumlzoumltti aacuterameacuterteacutekek Ez utoacutebbinaacutel a minimaacutelis
aacuteramszint azeacutert nem 0 mA hogy kuumlloumlnbseacuteget lehessen tenni a minimaacutelis jel eacuterteacutek illetve a jel
hiaacutenya koumlzoumltt Egy 8 bites AD aacutetalakiacutetoacute eseteacuteben alkalmazva az (13) oumlsszefuumlggeacutest egy 0-10
voltos feszuumlltseacuteg-aacutetalakiacutetaacutesra a felbontaacutes 39 mV lesz A koumlvetkező leacutepeacutes a koacutedolaacutes amikor a
kvantum eacuterteacutekeacutevel elosztjuk az adott pillanatban vett minta eacuterteacutekeacutet Ehhez az eacuterteacutekhez
hozzaacuterendeljuumlk az alkalmazott koacutedolaacutesi eljaacuteraacutes digitaacutelis koacutedjaacutet
Az 110 aacutebraacuten egy 0-10 voltos feszuumlltseacuteg 3 bites aacutetalakiacutetaacutesaacutet eacutes a hozzaacuterendelt binaacuteris koacuted
eacuterteacutekeit laacutethatjuk Joacutel laacutethatoacute hogy ilyen alacsony bitszaacutemnaacutel a felbontaacutes meglehetősen
gyenge (125 V) Ez azt jelenti hogy peacuteldaacuteul 125-25 V koumlzoumltti mintaveacutetelezett eacuterteacutekek
mindegyike 001 binaacuteris koacutedot kapja Vagyis 125 V eacutes 25 V koumlzoumltt nem tudunk kuumlloumlnbseacuteget
tenni Ezeacutert szuumlkseacuteges a bitek szaacutemaacutenak a noumlveleacutese
110 aacutebra Az AD aacutetalakiacutetaacutes elveacutenek szemleacutelteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
18
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban alkalmazott AD aacutetalakiacutetoacutek aacuteltalaacuteban 16 bitesek de laacutethattuk hogy
maacuter egy 8 bites aacutetalakiacutetoacute is elfogadhatoacute felbontaacutest tud biztosiacutetani
126 A digitaacutelis-analoacuteg (DA) aacutetalakiacutetaacutes elve
A DA aacutetalakiacutetoacutek feladata az hogy a bemeneteacutere eacuterkező digitaacutelis jelből (binaacuteris informaacutecioacuteboacutel)
azzal araacutenyos analoacuteg jelet hozzon leacutetre a lehető legkisebb hibaacuteval A műkoumldeacuteseacutehez szuumlkseacuteges
egy UR referenciafeszuumlltseacuteg ennek segiacutetseacutegeacutevel joumln leacutetre a kimeneti feszuumlltseacuteg eacutes ez
hataacuterozza meg annak a maximaacutelis eacuterteacutekeacutet is
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten megjelenő feszuumlltseacuteg a koumlvetkező moacutedon iacuterhatoacute fel
LSBki UzU sdot= (14)
Ahol ULSB a legkisebb feszuumlltseacutegegyseacuteg amelyet a bitek szaacutema (n) hataacuterozza meg z pedig a
bementi digitaacutelis mennyiseacuteg decimaacutelis eacuterteacuteke Ez szabja meg a DA aacutetalakiacutetoacute pontossaacutegaacutet Az
111 aacutebraacuten a DA aacutetalakiacutetaacutes elveacutet laacutethatjuk az egyszerűseacuteg kedveacuteeacutert haacuterombites moacutedban
111 aacutebra A DA aacutetalakiacutetaacutes elve [12]
Az aacutebraacuten az ULSB eacuterteacuteke 1 V Ennek megfelelően a maximaacutelis kimeneti feszuumlltseacuteg 7 V lesz
Az aacutetalakiacutetoacute kimeneteacuten eleacuterhető legnagyobb analoacuteg feszuumlltseacuteg eacuterteacuteke
LSBn
ki UU sdotminus= )12(max (15)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
19
2 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKA
A vezeacuterleacutes az iraacutenyiacutetaacutesnak az a formaacuteja amikor nem kapunk visszajelzeacutest a folyamat
aacutellapotaacuteroacutel A vezeacuterleacutest nyitott hataacuteslaacutenc jellemzi vagyis az iraacutenyiacutetott jellemző nem hat vissza
az iraacutenyiacutetaacutesi folyamatra A vezeacuterlő berendezeacutest szervek alkotjaacutek amelyek reacuteveacuten megvaloacutesul a
vezeacuterleacutes A szervek koumlzoumltti kapcsolat minden esetben joacutel meghataacuterozott hataacuteslaacutencot keacutepez A
hataacuteslaacutenc menteacuten a jelek csak egy iraacutenyban terjednek A vezeacuterelt berendezeacutes a vezeacuterleacutestől
fuumlggetlenuumll megleacutevő műszaki leacutetesiacutetmeacuteny technoloacutegiai folyamat amely a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet
keacutepezi (21 aacutebra)
21 A vezeacuterleacutes szervei jelei eacutes jellemzői
A vezeacuterleacutest alapvetően neacutegy fontosabb szerv eacutes ezek kapcsolata hataacuterozza meg (21 aacutebra)
Ezek a szervek a koumlvetkezők
bull Rendelkező szerv
bull Eacuterzeacutekelő szerv
bull Erősiacutető szerv
bull Beavatkozoacute szerv
21 aacutebra A vezeacuterleacutes hataacuteslaacutenca szervei eacutes jelei
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
20
A rendelkező szerv a vezeacuterleacutes legbonyolultabb szerve Az eacuterzeacutekelők kimenő jeleinek
hataacutesaacutera a kezelő szemeacutely koumlzreműkoumldeacuteseacutevel az iraacutenyiacutetoacuteelemek segiacutetseacutegeacutevel a műveletek
elveacutegzeacutese utaacuten leacutetrehozza a rendelkező jelet Sok esetben bonyolult logikai kapcsolatok aacutellnak
a haacutetteacuterben amelyek meghataacuterozzaacutek a beavatkozaacutes iraacutenyaacutet eacutes meacuterteacutekeacutet
Az eacuterzeacutekelő szerv az informaacutecioacute szerzeacutes legfontosabb eszkoumlze amely a folyamat aacutellapotaacuteroacutel
egyeacutertelműen meghataacuterozhatoacute jelet szolgaacuteltat (hőmeacuterseacuteklet nyomaacutes elmozdulaacutes gyorsulaacutes
stb) Egy technoloacutegiai folyamat aacutellapotjellemzői a legtoumlbb esetben nem villamos
mennyiseacutegek A korszerű vezeacuterlők viszont villamos műkoumldeacutesűek Ezeacutert ezeknek az
eszkoumlzoumlknek a feladata nem csak az eacuterzeacutekeleacutes hanem az eacuterzeacutekelt jelek aacutetalakiacutetaacutesa villamos
jelleacute is Eacuteppen ezeacutert sok esetben eacuterzeacutekelő eacutes aacutetalakiacutetoacute szerv a neve
Az erősiacutető szerv a bemenő jeleacutenek hataacutesaacutera a kuumllső segeacutedenergia felhasznaacutelaacutesaacuteval a
rendelkező jelneacutel nagyobb energiaacutejuacute kimenő jelet ad a beavatkozoacutenak Fontos reacutesze a
vezeacuterlőnek mert segiacutetseacutegeacutevel kis energiaacutejuacute vezeacuterlő jelekkel (rendelkező jelek) tudunk a nagy
energiaacutejuacute folyamatokba beavatkozni aacutellapotukat a ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolni A kuumllső
energia baacutermilyen lehet villamos hidraulikus pneumatikus mechanikai stb
A beavatkozoacute szerv az a berendezeacutes amely keacutepes megvaacuteltoztatni a folyamat aacutellapotaacutet Ez a
korszerű vezeacuterleacutestechnikaacuteban aacuteltalaacuteban villamos motor maacutegneskapcsoloacute maacutegnesszelep de
lehet pneumatikus vagy hidraulikus munkahenger
Tovaacutebbi vezeacuterleacutessel kapcsolatos fogalmak
bull A vezeacuterleacutesi vonal (hataacuteslaacutenc) jellemzői
o vezeacuterelt jellemző - a folyamat azon jellemzője amelyet a vezeacuterleacutessel tudunk
vaacuteltoztatni
o moacutedosiacutetott jellemző - a vezeacuterelt jellemzőt a vezeacuterleacutesi feladat teljesiacuteteacutese veacutegett
befolyaacutesolja
o zavaroacute jellemző - a vezeacuterelt berendezeacutesre hatoacute az iraacutenyiacutetaacutestoacutel fuumlggetlen
jellemző amely a folyamatot nem kiacutevaacutent moacutedon rendszerint negatiacutev iraacutenyban
befolyaacutesolja
bull A vezeacuterleacutesi vonal jelei
o vezető jel - a rendelkező szerven beluumlli iraacutenyiacutetoacuteelemek jele amely elindiacutetja a
ceacutelnak megfelelően befolyaacutesolja vagy leaacutelliacutetja a vezeacuterleacutesi műveletet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
21
o rendelkező jel - a rendelkező szerven beluumll veacutegbemenő műveletek
eredmeacutenyekeacutent joumln leacutetre Ez hataacuterozza meg a beavatkozaacutes meacuterteacutekeacutet eacutes iraacutenyaacutet
o beavatkozoacute jel - felerősiacutetett rendelkező jel amely kellő energiaacuteval
rendelkezik a beavatkozaacutest illetően
22 A vezeacuterleacutesek osztaacutelyozaacutesa [3]
A vezeacuterleacuteseket a rendelkezeacutes leacutetrejoumltte alapjaacuten keacutezi eacutes oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesekre oszthatjuk
- A keacutezi vezeacuterleacutesben a rendelkező jelet a kezelőszemeacutely teveacutekenyseacutege hataacuterozza meg
- Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesben a rendelkezeacutest (rendelkező jelet) az eacuterzeacutekelők jelei eacutes a
vezető jel a vezeacuterleacutesi logikaacutenak megfelelően oumlnműkoumldően aacutelliacutetja elő
Az oumlnműkoumldő vezeacuterleacutesek tovaacutebb oszthatoacutek a vezetőjel alapjaacuten
- A koumlvető vezeacuterleacutesben az eacuterzeacutekelt vezető jel hataacuterozza meg a rendelkező jelet A
rendelkezeacutes eacutes a beavatkozaacutes minden esetben koumlveti az eacuterzeacutekelt vezetőjelet
- Programozott vezeacuterleacutes eseteacuteben a rendelkező jelek előre meghataacuterozott program
szerint joumlnnek leacutetre A programozott vezeacuterleacutesek tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacutek
- Az időterv vezeacuterleacutesben a beavatkozaacutest az idő vagy az időtől fuumlggő előre megiacutert
program hataacuterozza meg Peacuteldaacuteul az utca koumlzvilaacutegiacutetaacutes bekapcsolaacutesa eacutes
kikapcsolaacutesa az eacutevszakoknak megfelelően egy előre elkeacutesziacutetett program szerint
valoacutesul meg
- A lefutoacute vezeacuterleacutes eseteacuteben a vezetőjelet a kuumllső koumlrnyezetből eacutes a vezeacuterelt
folyamat aacutellapotaacuteboacutel szaacutermazoacute felteacutetelek hataacuterozzaacutek meg Egy adott vezeacuterleacutesi
szekvencia csak akkor indulhat el ha az előző vezeacuterleacutesi szekvencia
(szekvenciaacutek) maacuter befejeződtek Peacuteldakeacutent emliacutethetem a liftek vezeacuterleacuteseacutet a
kabin csak akkor indul el amikor az ajtoacutek bezaacuteroacutedtak Vagy a kabin ajtaja csak
akkor nyithatoacute amikor megeacuterkezett a kivaacutelasztott szintre
Szaacutemos esetben leacutenyeges a vezeacuterleacuteseket a segeacutedenergia szerinti csoportosiacutetaacutesa is Iacutegy
beszeacutelhetuumlnk villamos pneumatikus hidraulikus vagy vegyes peacuteldaacuteul elektropneumatikus
vezeacuterleacutesekről A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek zoumlmeacuteben villamos vezeacuterleacuteseket hasznaacutelnak A
felhasznaacutelt villamos elemek valamint a vezeacuterleacutesi logika moacutedosiacutethatoacutesaacutega szerint a villamos
vezeacuterleacuteseket keacutet csoportra oszthatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
22
- Fix logikaacutejuacute huzalozott vezeacuterleacutes ez tovaacutebbi keacutet csoportra oszthatoacute
- klasszikus eacuterintkezős (mozgoacute alkatreacuteszes) vezeacuterleacutesek vagy releacutes vezeacuterleacutesek
- elektronikus (eacuterintkezők neacutelkuumlli) vezeacuterleacutesek
- Programozhatoacute vezeacuterlők
A korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerek szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen programozhatoacute vezeacuterlőt
hasznaacutelnak A piaci versenykeacutepesseacuteg megkoumlveteli a termeleacutes rugalmassaacutegaacutet vagyis a vevői
igeacutenyek maradeacutektalan kieleacutegiacuteteacuteseacutet Ez csak uacutegy valoacutesiacutethatoacute meg a leghateacutekonyabban ha
gyaacutertoacutesorokat ennek megfelelően konfiguraacutelni tudjuk Ez pedig csak programozhatoacute
vezeacuterlőkkel oldhatoacute meg Amikor a gyaacutertaacutesi parameacutetereken vagy a termeacutekeken vaacuteltoztatni
kell nem kell a teljes vezeacuterleacutest lecsereacutelni hanem eleacuteg csak aacutetprogramozni
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
23
3 BEAVATKOZOacute SZERVEK
A beavatkozoacute szervek a vezeacuterleacutesi hataacuteslaacutenc utolsoacute elemei amelyek keacutepesek hataacutest gyakorolni
a vezeacuterleacutes taacutergyaacutet keacutepező technoloacutegiai folyamat aacutellapotaacutera A vezeacuterleacutestechnikaacuteban
leggyakrabban hasznaacutelt beavatkozoacute szervek a koumlvetkezők
- maacutegneskapcsoloacutek
- releacutek
- maacutegnesszelepek
- villamos motorok
- pneumatikus munkahengerek
- hidraulikus munkahengerek
31 Maacutegneskapcsoloacutek
A maacutegneskapcsoloacutek műkoumldeacutesi elve az elektromaacutegneses hataacutesokon alapszik Maacutegnes-
kapcsoloacutek olyan vezeacuterleacutestechnikai veacutegrehajtoacute szervek melyek egyen- vagy vaacuteltakozoacute aacuteramuacute
tekercs segiacutetseacutegeacutevel rugoacute elleneacuteben eacuterintkezőket műkoumldtetnek A kialakiacutetaacutesuk olyan hogy
rendelkeznek a nagy aacuteramok megszakiacutetaacutesaacutera alkalmas uacutegynevezett főeacuterintkezőkkel valamint
segeacutedeacuterintkezőkkel amelyeket vezeacuterleacutesi ceacutelokra lehet felhasznaacutelni A nagyon nagy aacuteramokat
megszakiacutetoacute maacutegneskapcsoloacutek rendelkeznek a keletkező elektromos iacutevek kioltaacutesaacutera szolgaacuteloacute
mechanizmussal is Ezeknek a ceacutelja az iacutev kialakulaacutesaacutenak korlaacutetozaacutesa
Kialakiacutetaacutesuk nagyon vaacuteltozatos de a legtoumlbb maacutegneskapcsoloacute rendszerint neacutegy de minimum
haacuterom főeacuterintkezőt keacutet-keacutet (keacutet zaacuteroacute keacutet bontoacute) segeacutedeacuterintkező tartalmaz A tekercs
kialakiacutetaacutesa a leggyakrabban 24 voltos egyenaacuteramuacute vagy 230 voltos illetve 400 voltos
vaacuteltakozoacute aacuteramuacute tekercs (31 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
24
31 aacutebra Maacutegneskapcsoloacutek kivitelezeacutesi formaacutei
A maacutegneskapcsoloacute tekercse eacutes eacuterintkezői koumlzoumltt csak maacutegneses kapcsolat leacutetezik ezeacutert a
tekercs eacutes az eacuterintkezők aacuteramkoumlrei koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
Villamos aacuteramkoumlroumlkben a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutere toumlbbfeacutele vaacuteltozatot is hasznaacutelnak ezek
koumlzuumll a leggyakoribb jeloumlleacutes a 32 aacutebraacuten laacutethatoacute
32 aacutebra A maacutegneskapcsoloacutek egyik lehetseacuteges jeloumlleacutese
Az előbbi jeloumlleacutes szerint a zaacuteroacute eacuterintkezők (NO ndash Normally Open) balroacutel eacutes laacutethatoacutean normaacutel
(nyugalmi) aacutellapotban nyitottak miacuteg a bontoacute eacuterintkezők (NC ndash Normally Closed) jobbroacutel eacutes
zaacutert aacutellapotban vannak rajzolva
32 Releacutek
A releacutek műkoumldeacutesi elve megegyezik a maacutegneskapcsoloacuteeacuteval de nincsenek főeacuterintkezői Az
elektromaacutegnes aacuteram hataacutesaacutera magaacutehoz vonzza a rugoacute elleneacuteben mozgoacute fegyverzetet iacutegy a
zaacuteroacute eacuterintkezők (NO) zaacuterjaacutek a bontoacute eacuterintkezők (NC) pedig bontjaacutek a vezeacuterleacutesi aacuteramkoumlrt A
fegyverzetet az egyik iraacutenyba rugoacute a maacutesik iraacutenyba maacutegneses teacuter műkoumldteti A zaacutert kontaktus
a rajta keresztuumll folyoacute aacuteram szaacutemaacutera roumlvidzaacuter Emiatt a kontaktusokboacutel feleacutepiacutetett aacuteramkoumlri
aacutegban kell lennie egy terheleacutesnek is Ha a kontaktusok bontanak akkor a rajtuk keresztuumll
folyoacute aacuteram megszakad (33 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
25
33 aacutebra A releacute szerkezeti feleacutepiacuteteacutese [3]
Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra hasznaacuteljaacutek A vezeacuterleacutestechnikaacuteban rendkiacutevuumll sokfeacutele eacutes vaacuteltozatos
kivitelezeacutesi formaacuteival talaacutelkozhatunk (34 aacutebra)
34 aacutebra Kuumlloumlnboumlző kivitelezeacutesű releacutek
Villamos aacuteramkoumlri jeloumlleacutesuumlk megegyezik a maacutegneskapcsoloacutek jeloumlleacuteseacutevel Az eacuterintkezők eacutes
tekercsek MSZ EN 60617 szabvaacutenyos jeloumlleacuteseacuteit a 35 aacutebraacuten laacutethatjuk
35 aacutebra Szabvaacutenyos jeloumlleacutesek
A releacutek alkalmazaacutesi teruumlletei igen vaacuteltozatosak A releacutek műkoumldeacutesi elvűkből adoacutedoacutean
alkalmasak kontaktusok nyitaacutesaacutera zaacuteraacutesaacutera eacutes jelsokszorozaacutesra (egyneacutel toumlbb kontaktust
műkoumldetve) Logikai eszkoumlzkeacutent ezen tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek ki Ugyancsak műkoumldeacutesi
elvűkből adoacutedoacutean alkalmasak galvanikus levaacutelasztaacutesra teljesiacutetmeacutenyilleszteacutesre eacutes jelvaacuteltaacutesra
(vaacuteltakozoacuteboacutel egyenfeszuumlltseacutegre vagy fordiacutetva) illetve jelszint vaacuteltaacutesra Veacutegrehajtoacute
eszkoumlzoumlkben eacutes kapcsoloacutek kimeneti elemekeacutent elsősorban ez utoacutebbi tulajdonsaacutegait hasznaacuteljaacutek
ki Egyeduumlli haacutetraacutenyuk hogy mozgoacute alkatreacuteszeket tartalmaznak ezeacutert eacutelettartamukat
Zaacuteroacute NO
Bontoacute NC
vaacuteltoacute
Eacuterintkezők jelei
Villamos tekercs
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
26
leginkaacutebb a gyaacutertoacutek aacuteltal megadott kapcsolaacutesi szaacutem eacutes kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg hataacuterozza meg
Az aacutetlagos kapcsolaacutesi szaacutema 105 veacutedőgaacutezos kivitelben 106 ndash 107 A maximaacutelisan megengedett
kapcsolaacutesi gyakorisaacuteg 2500 ndash 3500 kapcsolaacutesoacutera
A releacutek műkoumldeacutesuumlk alapjaacuten lehetnek
- Normaacutel releacutek addig vannak vezeacuterelt aacutellapotban ameddig aacuteram folyik a
tekercsuumlkoumln
- Tartoacute-releacutek amelyekneacutel az eacuterintkezőket műkoumldtető mechanikaacutet egy eacutek
megakasztja eacutes iacutegy a rugoacute nem tudja visszaaacutelliacutetani a rudat a nyugalmi helyzeteacutebe
A tartoacute-releacuteknek keacutet (engedeacutelyező eacutes elengedő) tekercse van Az engedeacutelyező
tekercsen egy impulzus szuumlkseacuteges hogy a tartoacute-releacutek meghuacutezott aacutellapotba
keruumlljenek eacutes abban is maradjanak Az elengedő tekercs impulzusa kiakasztja az
eacuteket eacutes a tartoacute-releacute visszaaacutell alaphelyzetbe
- Szilaacuterdtest releacutek (Solid State Relay) SSR olyan kontaktus neacutelkuumlli feacutelvezetős
kapcsoloacutek amelyneacutel kis teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vezeacuterlő egyenfeszuumlltseacuteggel
(0-5 V 0-24 V) nagy teljesiacutetmeacuteny szintű keacutetaacutellapotuacute vaacuteltakozoacute feszuumlltseacuteg (0-24 V
0-230 VAC) kapcsolhatoacute a terheleacutesre A terhelő (kapcsolhatoacute) aacuteram 2-150 A
tartomaacutenyban is lehet
- Hőreleacutek amelyek hő hataacutesaacutera bontjaacutek illetve zaacuterjaacutek eacuterintkezőiket
- Impulzus-releacutek tekercseire kapcsolt rendszerint nyomoacutegombroacutel eacuterkező feszuumlltseacuteg
felfutoacute eacutele hataacutesaacutera nyugalmi aacutellapotboacutel meghuacutezott aacutellapotba keruumll illetve a
koumlvetkező felfutoacute eacutelre aacutellapota meghuacutezottboacutel nyugalmira vaacuteltozik
- Időreleacutek kontaktusai meghataacuterozott idődiagram alapjaacuten nyitnak illetve zaacuternak A
hagyomaacutenyos időreleacutekben kuumlloumlnboumlző fizikai elven műkoumldő mechanikus illetve
elektromechanikus vezeacuterlő szerkezetek valoacutesiacutetottaacutek meg a korlaacutetozottan
konfiguraacutelhatoacute idődiagramot Napjainkban minthogy az időreleacutekben is
mikroelektronikai aacuteramkoumlr van ezeacutert pontosabb az idődiagram lefutaacutesa eacutes
rugalmasan programozhatoacute az idődiagram
A fenti releacutek koumlzuumll a hőreleacutevel eacutes az időreleacutevel reacuteszletesebben is foglalkozunk
33 Hőreleacutek
A hőreleacutek kuumlloumlnboumlző villamos berendezeacutesek főleg villamos motorok tuacutelaacuteramveacutedelmeacutet
biztosiacutetja Műkoumldeacutesi elve a bimetaacutel lemez hő hataacutesaacutera toumlrteacutenő viselkedeacuteseacuten alapszik A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
27
bimetaacutel lemez keacutet kuumlloumlnboumlző hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem oumlsszepreacuteseleacuteseacuteből szaacutermazik Hő
hataacutesaacutera a bimetaacutel lemez a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute feacutem iraacutenyaacuteba elhajlik Neacutegy fő
eleme van az aacuteramtekercs a bimetaacutel lemez az aacuteramhataacuter beaacutelliacutetoacute eacutes a kioldoacute mechanizmus
(36 aacutebra)
36 aacutebra A hőreleacute elvi feleacutepiacuteteacutese [3]
A főaacuteramkoumlrbe sorosan kapcsolt aacuteramtekercsen aacutethaladoacute aacuteram fűti a bimetall lemezt amely
tuacutelaacuteram eseteacuten a kisebb hőtaacutegulaacutesi egyuumltthatoacutejuacute reacuteteg iraacutenyaacuteba elhajlik eacutes bontja a mechanikai
reteszt Bontoacute eacutes zaacuteroacute eacuterintkezőkkel egyaraacutent rendelkezhet
Kivitelezeacuteseacutet illetően a hőreleacutek rendszerint haacuteromfaacutezisuacute aacuteramtekerccsel rendelkeznek vagyis
a bimetaacutel lemez koumlreacute haacuterom egymaacutestoacutel fuumlggetlen tekercset helyeznek el Iacutegy baacutermelyik
faacutezison felleacutepő tuacutelaacuteram műkoumldtetni tudja (37 aacutebra)
37 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute hőreleacutek
Villamos aacuteramkoumlroumlkben alkalmazott egyik lehetseacuteges jeloumlleacuteseacutet a 38 aacutebraacuten laacutethatjuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
28
38 aacutebra A hőreleacute aacuteramkoumlri jeloumlleacutese
34 Időreleacutek
Az időreleacutek egy adott folyamatot egy megelőző folyamathoz keacutepest meghataacuterozott
időtartammal keacutesleltetik Az időziacuteteacutesek eseteacuteben a gerjeszteacutes kezdete eacutes megszűneacutese szerint
megkuumlloumlnboumlztethetuumlnk bekapcsolaacutesi kikapcsolaacutesi bekapcsolaacutesi ndash kikapcsolaacutesi eacutes monostabil
keacuteslelteteacutest (39 aacutebra)
39 aacutebra A keacuteslelteteacutesek fajtaacutei
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerkezetuumlk eacutes kivitelezeacutesuumlk szerint az időreleacutek lehetnek (310 aacutebra)
- elektromechanikus oacuteraszerkezettel ellaacutetott időreleacute (toumlbb oacutera keacuteslelteteacutes)
- elektronikus időreleacutek (1 s ndash 10 perc keacuteslelteteacutesi idő)
- digitaacutelis időreleacutek (001 s ndash toumlbb oacutera keacuteslelteteacutessel)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
29
310 aacutebra Kuumlloumlnboumlző tiacutepusuacute időreleacutek
35 Maacutegnesszelepek [3]
A maacutegnesszelepek a legegyszerűbb szerkezetű villamos műkoumldteteacutesű nyitoacutezaacuteroacute szelepek A
311 aacutebraacuten egy maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet eacutes műkoumldeacuteseacutet laacutethatjuk nyugalmi eacutes
műkoumldtetett aacutellapotban
311 aacutebra A maacutegnesszelep feleacutepiacuteteacutese eacutes műkoumldeacutese
A tekercsre kapcsolt feszuumlltseacuteg hataacutesaacutera a rugoacute elleneacuteben műkoumldő zaacuteroacutetestben veacutegződő
szelepszaacuterat a vasmag a tekercs belsejeacutebe huacutezza ezaacuteltal szabad utat biztosiacutet a folyadeacutek vagy
gaacutez aacuteramlaacutesaacutenak Biztonsaacutegi okokboacutel nyugalmi aacutellapotban a szelep mindig zaacutert aacutellapotban
van
36 Motoros szelepek toloacutezaacuterak [3]
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű szelepek toloacutezaacuterak mozgataacutesaacutera villamos szervomotoros hajtaacutest
alkalmaznak Rendszerint szelep- eacutes veacuteghelyzet eacuterzeacutekelővel vannak ellaacutetva hogy a
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
30
szervomotor helyes műkoumldteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges felteacutetelek biztosiacutetva legyenek A segeacutedenergia
kimaradaacutesa eseteacuten a keacutezi műkoumlteteacutes is lehetseacuteges Ezt egy keacutezi kereacutek biztosiacutetja (312 aacutebra)
312 aacutebra Motoros szelep
37 Villamos motorok
A villamos motorok az iraacutenyiacutetaacutestechnika legfontosabb eacutes legelterjedtebben alkalmazott
beavatkozoacute szervei amelyek a villamos energiaacutet koumlzvetlenuumll alakiacutetjaacutek aacutet mechanikai
energiaacutevaacute
Villamos taacuteplaacutelaacutesuk szerint keacutet nagy csoportra oszthatjuk azon beluumll pedig kialakiacutetaacutesuk
alapjaacuten tovaacutebb csoportosiacutethatjuk
- Egyenaacuteramuacute - soros
- paacuterhuzamos
- kuumllső gerjeszteacutesű
- aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű (szervo)
- Vaacuteltakozoacute aacuteramuacute - szinkron (ritkaacuten hasznaacuteljaacutek)
- aszinkron - haacuteromfaacutezisuacute
- egyfaacutezisuacute
371 Haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban legelterjedtebb villamos motorok a haacuteromfaacutezisuacute aszinkron
motorok Feleacutepiacuteteacutesuumlk egyszerű műkoumldeacutesuumlk uumlzembiztos beszerzeacutesi aacuteruk alacsony eacutes ha olyan
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
31
helyen kell hasznaacutelni ahol nem kell a fordulatszaacutemot taacuteg hataacuterok koumlzoumltt vaacuteltoztatni akkor
koumlzvetlenuumll egyeacuteb berendezeacutes neacutelkuumll is hasznaacutelhatoacuteak Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
forgoacutereacutesze nem a szinkron fordulatszaacutemon jaacuter hanem attoacutel alacsonyabban A 313 aacutebraacuten egy
haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezeti vaacutezlataacutet laacutethatjuk
313 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor szerkezete
Az aszinkronmotor aacutelloacutereacutesze lemezelt vastestből eacutes ennek hornyaiban 120 fokos geometriai
szoumlgben elhelyezett haacuteromfaacutezisuacute tekercseleacutesből aacutell Az aacutelloacutereacutesz feladata a forgoacute maacutegneses
mező előaacutelliacutetaacutesa Ezen alapszik a műkoumldeacutesi elve A forgoacute maacutegneses mező fordulatszaacutemaacutet
szinkron fordulatszaacutemnak nevezzuumlk (n0)
A 314 aacutebraacuten a forgoacute maacutegneses mező keletkezeacuteseacutet laacutetjuk egy poacuteluspaacuter eseteacuteben Ekkor a
maacutegneses mező elfordulaacutesa 60 fok lesz
314 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa egy poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
32
A poacuteluspaacuterok noumlveleacutese a forgoacute a szinkron fordulatszaacutem csoumlkkeneacuteseacutet eredmeacutenyezi Keacutet
poacuteluspaacuter eseteacuteben a feleacutere csoumlkken (30deg lesz) az elfordulaacutesi szoumlg vagyis a szinkron
fordulatszaacutem is feleződik Ez laacutethatoacute a koumlvetkező 315 aacutebraacuten
315 aacutebra A forgoacute maacutegneses mező elfordulaacutesa keacutet poacuteluspaacuter eseteacuteben [3]
A gondolatmenetet folytatva p poacuteluspaacuteruacute maacutegneses mező alakul ki az elfordulaacutesi szoumlg pedig
360deg6p lesz Ennek megfelelően a szinkron fordulatszaacutem pedig
p
fn 600 = (31)
ahol f a haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg frekvenciaacuteja p pedig a poacuteluspaacuterok szaacutema Meacuterteacutekegyseacutege
fordperc vagy 1perc
A forgoacutereacutesz kialakiacutetaacutesa szerint lehet tekercselt (csuacuteszoacutegyűrűs) vagy kalickaacutes (roumlvidre zaacutert
feacutemrudas)
A tekercselt forgoacutereacutesz rendszerint csillagkapcsolaacutesuacute a tekercsek kivezeteacutesei pedig
csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz csatlakoznak A csuacuteszoacutegyűrűkhoumlz kefeacutek kapcsoloacutednak ezek segiacutetseacutegeacutevel
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
33
ellenaacutellaacutesok iktathatoacutek a forgoacutereacutesz aacuteramkoumlreacutebe vagy eacuteppen roumlvidre zaacuterhatoacutek A kalickaacutes
forgoacutereacutesz aacuteramkoumlrei a feacutemgyűrűknek koumlszoumlnhetően mindig zaacutertak (316 aacutebra)
316 aacutebra Aszinkronmotor forgoacutereacuteszek
Műkoumldeacutesi elve Az egymaacutestoacutel 120 fokos geometriai szoumlgben elhelyezett aacutelloacutereacutesz tekercseire
kapcsolt haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteg (a faacutezisok koumlzoumltt 120 fokos villamos szoumlg van) az aacutelloacutereacutesz
belsejeacuteben forgoacute maacutegneses mezőt hoz leacutetre A maacutegneses mező erővonalai metszik a forgoacutereacutesz
zaacutert aacuteramkoumlrű tekercsfeluumlleteacutet Ezekben feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik a forgoacutereacutesz aacuterama pedig leacutetre
hozza a forgoacutereacutesz maacutegneses mezejeacutet A keacutet mező koumllcsoumlnhataacutesa olyan nyomateacutekot hoz leacutetre
amelynek koumlvetkezteacuteben a forgoacutereacutesz elfordul a forgoacute maacutegneses mező iraacutenyaacuteba A forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema megkoumlzeliacutetheti a szinkron fordulatszaacutemot de azt meacuteg elmeacuteletileg sem eacuterheti el
mert ekkor megszűnne az erővonalmetszeacutes ezaacuteltal a nyomateacutek is Tehaacutet a forgoacutereacutesz
fordulatszaacutema mindig elmarad a forgoacute maacutegneses mező szinkron fordulatszaacutemaacutetoacutel mert csak
iacutegy lehetseacuteges az erővonalmetszeacutes (Ezeacutert aszinkron) Az iacutegy keletkező fordulatszaacutem elteacutereacutes a
szlip (csuacuteszaacutes) Szaacutezaleacutekban fejezzuumlk ki
1000
0 sdotminus
=n
nns (32)
Neacutevleges nyomateacutek mellett hataacuterozhatoacute meg Nagysaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 6
A szlip eacuterteacutekeacutenek ismereteacuteben a motor fordulatszaacutema
(33)
Kalickaacutes forgoacutereacutesz
p
sfsnn
)1(60)1(0
minus=minus=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
34
Uumlzemaacutellapotok
- Uumlresjaacuteraacutes (Mt = 0) a motor tengelyeacutere nem hat terhelő nyomateacutek a csapaacutegy
eacutes a levegő aacuteltal keltett suacuterloacutedaacutes elhanyagolhatoacute Ilyenkor a szlip nagyon kicsi
(koumlzeliacutetőleg nulla) a forgoacutereacutesz fordulatszaacutema nagyon megkoumlzeliacuteti a szinkron
fordulatszaacutemot Az aacuteramfelveacutetel szinteacuten kicsi
- Terheleacutes (Mt asympMn) a neacutevleges terheleacutes koumlrnyezeteacuteben a motor fordulatszaacutema
aacutellandoacutenak tekinthető a szlip kicsi 4 ndash 6 a motor aacuterama a neacutevleges
aacuterameacuterteacutek koumlruumlli
- Roumlvidzaacuter aacutellapot (Mt gtgtMn) A szlip megnő a fordulatszaacutem lecsoumlkken akaacuter le
is aacutellhat a motor Az aacutelloacutereacuteszben az aacuteram nagyon nagy akaacuter 7-9-szerese is
lehet a neacutevleges aacuteramnak Ezt az uumlzemaacutellapotot mindenkeacuteppen keruumllni kell
mert kaacuterosiacutethatja a motor tekercseit
A 317 aacutebraacuten az aszinkronmotor nyomateacutek-fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutethatjuk A
jelleggoumlrbeacuten joacutel behataacuterolhatoacutek az előzőekben taacutergyalt uumlzemaacutellapotok
317 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor jelleggoumlrbeacuteje
Indiacutetaacutesi moacutedok
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor uumlzemeacutenek legkritikusabb faacutezisa az indiacutetaacutes ugyanis ez roumlvidzaacuter
uumlzemmoacutednak tekinthető mert az indiacutetaacutes pillanataacuteban a fordulatszaacutem nulla A 218 aacutebraacuten
laacutethatoacute hogy a motor rendelkezik jelentős indiacutetoacute nyomateacutekkal tehaacutet keacutepes elindulni csak
kezelni kell az indiacutetaacutes pillanataacuteban felleacutepő nagy aacuteramot amely a neacutevleges aacuteram akaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
35
kilencszerese is lehet Kisebb teljesiacutetmeacutenyű motoroknaacutel alkalmazhatoacute a koumlzvetlen indiacutetaacutes ha a
motort taacuteplaacuteloacute villamos haacuteloacutezat megfelelően van erre felkeacutesziacutetve
Nagyobb teljesiacutetmeacutenyű kalickaacutes motoroknaacutel a leggyakrabban alkalmazott indiacutetaacutesi moacuted a
csillag-delta indiacutetaacutes A moacutedszer leacutenyege a motort csillagkapcsolaacutesban indiacutetjuk majd amikor
a fordulatszaacutem eleacuterte a neacutevleges eacuterteacuteket aacutetkapcsoljuk deltaacuteba (318 aacutebra) Az indiacutetaacutesi aacuteram 3x
kisebb lesz mint a koumlzvetlen indiacutetaacuteskor
(34)
318 aacutebra A csillag-delta indiacutetaacutes elve
Az aacutetkapcsolaacutes toumlrteacutenhet manuaacutelisan vagy automatikusan aacuteramreleacutevel vagy időreleacutevel A
koumlvetkező aacutebraacuten (319 aacutebra) egy konkreacutet gyakorlati megvaloacutesiacutetaacutest laacutethatunk aacuteramreleacutevel
Ugyancsak ezen az aacutebraacuten laacutethatjuk az indiacutetaacutes nyomateacutek eacutes aacuteramviszonyaacutet is
319 aacutebra Csillag-delta indiacutetaacutes aacuteramreleacutevel eacutes az indiacutetaacutesi aacuteramviszonyok
YDfaacutezisDvonali
DfaacutezisYfaacutezis
III
II
33
3
1
==
=
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
36
Iraacutenyvaacuteltaacutes
A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor forgaacutesiraacuteny vaacuteltaacutesa nagyon egyszerű Keacutet faacutezis felcsereacuteleacuteseacutevel
megvaacuteltozik a forgoacute maacutegneses mező forgaacutesiraacutenya ezaacuteltal a forgoacutereacutesz forgaacutesiraacutenya is
megvaacuteltozik A biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacutesra vonatkozoacute szabaacutely betartaacutesa a koumlvetkező
ndash Csak kikapcsolt aacutellapotban legyen lehetseacuteges
ndash Ha az egyik iraacuteny be van kapcsolva a maacutesikat ne lehessen indiacutetani csak leaacutelliacutetaacutes utaacuten
ndash A keacutet iraacutenyt egy időben meacuteg veacuteletlenuumll se lehessen kapcsolni
Az alaacutebbi aacutebraacuten (320 aacutebra) egy iraacutenyvaacuteltoacute kapcsolaacutest laacutethatunk ahol keacutet maacutegneskapcsoloacute
főeacuterintkezői (Kjobb eacutes Kbal) kapcsoljaacutek a keacutet iraacutenyt
320 aacutebra Az iraacutenyvaacuteltaacutes kapcsolaacutesa
Fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes
A (33) oumlsszefuumlggeacutes alapjaacuten laacutethatoacute hogy a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema fuumlgg a
poacuteluspaacuterok szaacutemaacutetoacutel a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutetoacutel eacutes a szliptől Noha haacuterom lehetőseacuteg
is a rendelkezeacutesuumlnkre aacutell a fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes meacutegsem egy egyszerű feladat
A poacuteluspaacuterok szaacutemaacutenak a vaacuteltozataacutesa csak az erre a ceacutelra kialakiacutetott motoroknaacutel lehetseacuteges A
vaacuteltoztataacutes ugyan veszteseacutegmentes de csak szakaszosan lehetseacuteges
A szlip vaacuteltoztataacutesaacuteval toumlrteacutenő fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutes csak a csuacuteszoacutegyűrűs motoroknaacutel
lehetseacuteges A csuacuteszoacutegyűrűk koumlzeacute kapcsolt ellenaacutellaacutesok noumlvelik a motor szlipjeacutet ezaacuteltal
csoumlkken a fordulatszaacutem A vaacuteltoztataacutes folytonos de nem veszteseacutegmentes ugyanis a szlip
noumlveleacutese nyomateacutekcsoumlkkeneacutessel jaacuter
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
37
A taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg frekvenciaacutejaacutet koumlzvetlenuumll nem tudjuk megvaacuteltoztatni Ahhoz hogy ez
lehetseacuteges legyen kuumlloumln berendezeacutesre van szuumlkseacuteguumlnk Ezt a berendezeacutest frekvenciavaacuteltoacutenak
hiacutevjaacutek
372 Frekvenciavaacuteltoacutek
A frekvenciavaacuteltoacutek egyeniraacutenyiacutetjaacutek a haacuteloacutezati feszuumlltseacuteget majd a nyers egyenfeszuumlltseacutegből
nagy teljesiacutetmeacutenyű szigetelt tranzisztoros kapcsolaacutesokkal aacuteltalaacuteban 0-50 Hz koumlzoumltt
vaacuteltoztathatoacute haacuteromfaacutezisuacute feszuumlltseacuteget aacutelliacutetanak elő A 321 aacutebraacuten egy frekvenciavaacuteltoacute elvi
feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet laacutetjuk
1 Betaacuteplaacutelaacutes Jellemzően 3x400V AC vagy egyfaacutezisuacute 2 Haacuterom faacutezisuacuteegyeniraacutenyiacutetoacute hiacuted 3 Koumlzbenső koumlr 4 Szűrőtekercsek 5 Nagy kapacitaacutesuacute szűrőkondenzaacutetor (kb 520V-os egyenfeszuumlltseacuteg) 6 Feacutelvezetős kapcsoloacute uumlzemű teljesiacutetmeacuteny fokozat Haacuterom faacutezisuacutetranzisztor hiacuted 7 A meghajtott aszinkron motor 8 Vezeacuterlő elektronika
Frekvencia
Kuumllső funkcioacutek-indiacutetaacutes iraacutenyvaacuteltaacutes-Hibajelzeacutes stb
321 aacutebra A frekvenciavaacuteltoacute elvi feleacutepiacuteteacutese
A frekvenciavaacuteltoacutek segiacutetseacutegeacutevel a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor fordulatszaacutema
fokozatmentesen veszteseacuteg neacutelkuumll vaacuteltoztathatoacute E mellett szaacutemos olyan lehetőseacuteget biztosiacutet
amelyek segiacutetseacutegeacutevel a korszerű intelligens iraacutenyiacutetoacuterendszerekkel is hasznaacutelhatoacute Iacutegy peacuteldaacuteul
ndash A vezeacuterlő ki eacutes bemenetek vagy azok egy reacuteszeacutenek funkcioacuteja programozhatoacute
ndash Kommunikaacutecioacutes lehetőseacuteg szaacutemiacutetoacutegeacuteppel diagnosztikai eacutes beaacutelliacutetaacutesi ceacutellal
ndash Digitaacutelis kommunikaacutecioacute szabvaacutenyos terepi buszon (CAN busz Ethernet stb)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
38
373 Egyenaacuteramuacute motorok
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban a haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotorok mellet szeacuteles koumlrben
hasznaacuteljaacutek az egyenaacuteramuacute motorokat is Előnyei hogy a motor fordulatszaacutemaacutet taacuteg hataacuterok
koumlzoumltt folytonosan eacutes veszteseacutegmentesen lehet vaacuteltoztatni Haacutetraacutenya akaacutercsak a haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotornak hogy fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa berendezeacutest igeacutenyel Feleacutepiacuteteacutesuumlk keacutet fő
reacuteszre oszthatoacute aacutelloacutereacutesz ezt gerjeszteacutesnek hiacutevjuk eacutes forgoacutereacutesz vagy armatura Az armatura
tekercsei kommutaacutetorokhoz vannak kivezetve Ezek biztosiacutetjaacutek azt hogy az aacuteram iraacutenya olyan
legyen hogy a forgoacute mozgaacutes megvaloacutesuljon Tulajdonkeacuteppen egy mechanikus egyeniraacutenyiacutetoacute
szerepeacutet toumlltik be Attoacutel fuumlggően hogy a gerjeszteacutes eacutes az armatura milyen kapcsolaacutesban van
egymaacutessal az egyenaacuteramuacute motorokat neacutegy csoportra oszthatjuk
1 kuumllső gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes eacutes az armatura koumlzoumltt nincs galvanikus kapcsolat
(kuumlloumln aacuteramkoumlrbe van koumltve)
2 paacuterhuzamos gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes a motoron beluumll paacuterhuzamosan van
kapcsolva az armaturaacuteval
3 soros gerjeszteacutesű motor a gerjeszteacutes sorosan kapcsoloacutedik az armaturaacutehoz
4 vegyes gerjeszteacutesű motor soros eacutes paacuterhuzamos kapcsolat a gerjeszteacutes eacutes az armatura
koumlzoumltt
Iraacutenyiacutetaacutestechnikai ceacutelokra leginkaacutebb a kuumllső gerjeszteacutesű motorokat hasznaacuteljaacutek vagy ezeknek
az aacutellandoacute maacutegneses gerjeszteacutesű tiacutepusait uacutegynevezett szervomotorokat
A 322 aacutebraacuten egy kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor elvi vaacutezlataacutet jeloumlleacuteseit eacutes nyomateacutek
fordulatszaacutem jelleggoumlrbeacutejeacutet laacutetjuk
322 aacutebra Kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
39
A fenti aacutebraacuten F1 F2 a gerjesztő tekercs B1 B2 a forgoacutereacutesz tekercse A1 A2 pedig az armatura
A jelleggoumlrbeacuteből joacutel laacutetszik egyik nagy előnye a kuumllső gerjeszteacutesű motornak hogy főleg
alacsony fordulatszaacutemon nagyon nagy nyomateacutekot keacutepes leadni
A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor indiacutetaacutesa keacutet leacutepeacutesben toumlrteacutenik Előszoumlr a gerjesztő
feszuumlltseacuteget kapcsoljaacutek a motorra majd az armatura feszuumlltseacutegeacutet fokozatosan noumlvelik nullaacuteroacutel
egy adott eacuterteacutekig A fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa keacutet moacutedon lehetseacuteges (323 aacutebra)
1 az armatura feszuumlltseacutegeacutenek vaacuteltoztataacutesaacuteval
2 a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel (fluxus gyengiacuteteacutessel)
323 aacutebra A kuumllső gerjeszteacutesű egyenaacuteramuacute motor fordulatszaacutem vaacuteltoztataacutesa
Neacutevleges gerjeszteacutest kapcsolva a motor aacutelloacutereacuteszeacutere (Ugn) az armatura feszuumlltseacuteg noumlveleacuteseacutevel
araacutenyosan noumlvekszik a fordulatszaacutem is egeacuteszen a neacutevleges eacuterteacutekig (nn) Ezt az eacuterteacuteket a
neacutevleges armatura feszuumlltseacutegneacutel (Uan) eacuteri el Tovaacutebbi fordulatszaacutem noumlveleacutes eacuterhető el fluxus
gyengiacuteteacutessel vagyis a gerjesztő feszuumlltseacuteg csoumlkkenteacuteseacutevel ha az armatura fezsuumlltseacuteget
tovaacutebbra is a neacutevleges eacuterteacuteken tartjuk A gerjeszteacutes maximum a neacutevleges eacuterteacutek 30 - 35-aacutera
csoumlkkenthető Ezen eacuterteacutek alatt nem javasolt az uumlzemelteteacutes mert a motor maximaacutelis
fordulatszaacutemra felpoumlroumlg eacutes jelentősen vesziacutet teljesiacutetmeacutenyeacuteből
A motor forgaacutesiraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacutet ugyancsak keacutet moacutedon tehetjuumlk
1 az armatura feszuumlltseacuteg polaritaacutesaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
2 az aacutelloacutereacuteszre kapcsolt gerjeszteacutes feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak megvaacuteltoztataacutesaacuteval
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
40
Megjegyzeacutes Mindkeacutet feszuumlltseacuteg iraacutenyaacutenak egyidejű megvaacuteltoztataacutesa nem ideacutez elő forgaacutesiraacuteny
vaacuteltozaacutest
38 Pneumatikus munkahengerek
A pneumatikaacuteban a legfontosabb műkoumldtető szerkezet veacutegrehajtoacute elem a munkahenger A
munkahenger egy olyan energia-aacutetalakiacutetoacute eszkoumlz amely az aacuteramloacute koumlzeg (levegő)
nyomaacutesaacutenak energiaacutejaacutet alakiacutetja aacutet lineaacuteris vagy forgoacute mozgaacutessaacute A munkahengerek rendkiacutevuumll
sokfeacuteleacutek eacutes vaacuteltozatosak Fajtaacuteikat a koumlvetkező szempontok szerint osztaacutelyozhatjuk [6]
- kivitelezeacutes szerint
bull dugattyuacuterudas munkahenger
bull dugattyuacuteruacuted neacutelkuumlli munkahenger
bull toumlmlő henger
bull membraacuten henger
bull forgatoacute henger
- leacutetrehozott mozgaacutes szerint
bull lineaacuteris mozgaacutesuacute (egyenes vonaluacute)
bull forgoacute mozgaacutesuacute
- műkoumldteteacutes szerint
bull egyszeres műkoumldeacutesű (egyoldali)
bull kettős műkoumldeacutesű (keacutet oldali)
- helyzetstabilitaacutes szerint
bull egyaacutellaacutesuacute
bull keacutetaacutellaacutesuacute
bull haacuterom- vagy neacutegyaacutellaacutesuacute
- veacuteghelyzet-csillapiacutetaacutes szerint
bull aacutelliacutethatoacute pneumatikus loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull rugalmas loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutessal
bull loumlketveacuteg-csillapiacutetaacutes neacutelkuumll
A tovaacutebbiakban csak a gyakrabban előforduloacute dugattyuacutes egyszeres illetve kettős műkoumldteteacutesű
munkahengerekkel foglakozunk Ilyen munkahengereket laacutethatunk 324 aacutebraacuten
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
41
324 aacutebra Dugattyuacutes munkahengerek
A dugattyuacutes munkahengerek legfontosabb elemei a hengercső a dugattyuacute a dugattyuacuteruacuted eacutes a
hengerfedeacutel (325 aacutebra)
325 aacutebra A dugattyuacutes munkahenger feleacutepiacuteteacutese [6]
Az egyoldali vagy egyszeres műkoumldteteacutesű munkahengerek eseteacuteben csak az egyik hengerteacuter
kap energiaellaacutetaacutest Ezek a munkahengerek csak egy mozgaacutesiraacutenyban veacutegeznek munkaacutet a
maacutesik iraacutenyban a dugattyuacute rugoacute elleneacuteben mozog (Visszateacuter az alaphelyzetbe) Feleacutepiacuteteacutesi
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet pneumatikus dokumentaacutecioacutekban a koumlvetkező aacutebraacuten (326 aacutebra) laacutethatjuk
326 aacutebra Egyszeres műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
42
Kettős műkoumldteteacutesű munkahengereket akkor hasznaacutelnak amikor a dugattyuacutenak mindkeacutet
iraacutenyban munkaacutet kell veacutegeznie Ezekneacutel a munkahengerekneacutel a bevezetett levegő mindkeacutet
iraacutenyban keacutepes a dugattyuacutet mozgatni A 327 aacutebraacuten egy kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
vaacutezlataacutet eacutes jeloumlleacuteseacutet laacutetjuk
327 Kettős műkoumldteteacutesű munkahenger
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
43
4 EacuteRZEacuteKELŐK EacuteS AacuteTALAKIacuteTOacuteK
Az iraacutenyiacutetaacutestechnikaacuteban az eacuterzeacutekelők eacutes aacutetalakiacutetoacutek rendszerint a folyamat koumlzvetlen
koumlzeleacuteben vannak elhelyezve A szakirodalom legtoumlbbszoumlr csak szenzoroknak nevezi őket
Feladatuk hogy a rendelkező szervet informaacutecioacuteval laacutessaacutek el Mivel a folyamatok zoumlme nem
villamos jellegű (mechanikus termikus stb) ezeacutert az eacuterzeacutekelők nem csak eacuterzeacutekelik hanem aacutet
is alakiacutetjaacutek ezeket a nem villamos fizikai mennyiseacutegeket villamos mennyiseacutegekkeacute (feszuumlltseacuteg
aacuteram ellenaacutellaacutes stb) Mineacutel magasabb fokuacute automatizaacutelt berendezeacutesről van szoacute annaacutel toumlbb eacutes
vaacuteltozatosabb eacuterzeacutekelőket hasznaacutel
Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes műkoumldeacutesi elvuumlk szerint az eacuterzeacutekelők lehetnek
ndash mechanikus eacuterzeacutekelők
ndash optikai eacuterzeacutekelők
ndash ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők
ndash induktiacutev eacuterzeacutekelők
ndash kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
ndash ultrahangos eacuterzeacutekelők
41 Mechanikus eacuterzeacutekelők
A legegyszerűbb szerkezetű eacuterzeacutekelők az egyszerű mikrokapcsoloacutes mechanikus eacuterzeacutekelők
Ezeket helyzetkapcsoloacutek vagy veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutek neacuteven ismerjuumlk Feladatuk a haladoacute
mozgaacutest veacutegző geacutepelemek helyzeteinek eacuterzeacutekeleacutese vagy tuacutelfutaacutesuk megelőzeacutese A rendszerint
goumlrgős műkoumldteteacutesű rugoacute elleneacuteben mozgoacute kar egy mikrokapcsoloacutet kapcsol amikor a
tengelyre szerelt uumltkoumlző műkoumldteti azt A 41 aacutebraacuten haacuterom kuumlloumlnboumlző formaacutejuacute de ugyanolyan
elven műkoumldő helyzet- illetve veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekat laacutethatunk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
44
41 aacutebra Mechanikus helyzetkapcsoloacutek
Az eacuterzeacutekelőben elhelyezett mikrokapcsoloacute rendszerint koumlzoumls kivezeteacutessel ellaacutetott egy zaacuteroacute
(NO) eacutes egy bontoacute (NC) eacuterintkezőt tartalmaz
Egyszerű feleacutepiacuteteacutesuumlk miatt főleg veacutegaacutellaacutes-kapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek de ahol a geacutepelem
helyzete nem felteacutetlenuumll kell nagyon pontos legyen ott helyzetkapcsoloacutekeacutent is hasznaacutelhatoacutek
Peacuteldaacuteul referenciapont felveacutetelekor a referencia pont koumlzeleacuteben gyorsmenetből lassuacute menetbe
kapcsolaacuteskor egy ilyen eacuterzeacutekelő is megfelel mert a pontos helyzetfelveacutetelt egy maacutesik eacuterzeacutekelő
fogja veacutegezni
42 Optikai eacuterzeacutekelők
Az ipari iraacutenyiacutetaacutestechnika szinte minden teruumlleteacuten talaacutelkozhatunk optikai eacuterzeacutekelőkkel
Műkoumldeacutesi elvuumlk a feacutenyvisszaverődeacutesen illetve a feacutelvezető elemek feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegeacuten
alapszik Ennek megfelelően keacutet nagy csoportra oszthatjuk őket
1) Feacutenyeacuterzeacutekenyseacutegen alapuloacute eacuterzeacutekelők
a) fotoellenaacutellaacutes
b) fotodioacuteda
c) fototranzisztor
2) Feacutenyvisszaverődeacutes elveacuten műkoumldő eacuterzeacutekelők
a) optocsatoloacute
b) optikai kapuk
c) feacutenyfuumlggoumlnyoumlk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
45
421 Fotoellenaacutellaacutesok
A fotoellenaacutellaacutesok olyan zaacuteroacutereacuteteg neacutelkuumlli speciaacutelis anyagokat tartalmazoacute feacutelvezető elemek
amelyek villamos ellenaacutellaacutesa feacuteny hataacutesaacutera vaacuteltozik rendszerint csoumlkken Anyaga szeleacuten
oacutelom szulfid kadmium szulfid vagy oacutelom szelenid A koumlvetkező aacutebraacuten a fotoellenaacutellaacutes
jellegzetes karakterisztikaacutejaacutet laacutethatjuk (42 aacutebra)
42 aacutebra A fotoellenaacutellaacutes megvilaacutegiacutetaacutes-ellenaacutellaacutes karakterisztikaacuteja
Laacutethatoacute hogy a teljes soumlteacutetseacutegbeli MΩ nagysaacutegrendű ellenaacutellaacutes eacuterteacutek 1000 lux
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter neacutehaacuteny szaacutez ohm nagysaacutegrendűre csoumlkken A karakterisztika nem
teljesen lineaacuteris de lineaacuteris szakasza joacutel hasznaacutelhatoacute feacutenyeacuterzeacutekeleacutesre ott ahol az iraacutenyiacutetaacutes nem
igeacutenyli a gyors vaacuteltozaacutesok eacuterzeacutekeleacuteseacutet Az ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes ugyanis egyfajta
tehetetlenseacuteggel rendelkezi azaz nem tudja koumlvetni a gyors vaacuteltozaacutesokat
422 Fotodioacuteda
A fotodioacutedaacutek műkoumldeacutese a Si vagy Ge alapanyaguacute feacutelvezető anyagok azon tulajdonsaacutegaacuten
alapszik miszerint a zaacuteroacutereacuteteg megvilaacutegiacutetaacutesa befolyaacutesolja a dioacuteda zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteramaacutet
Megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuteram araacutenyosan noumlvekszik (43 aacutebra)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
46
43 aacutebra A fotodioacuteda jelleggoumlrbeacuteje [10]
A fenti aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute hogy a megvilaacutegiacutetaacutes hataacutesaacutera a dioacuteda inverz iraacutenyuacute aacuterama noumlvekszik
Haacutetraacutenya hogy viszonylag kicsi neacutehaacuteny szaacutez mikroamper nagysaacutegrendű aacuteramokat kapunk
Ez sok esetben erősiacuteteacutest igeacutenyel amely bonyoliacutetja az eacuterzeacutekelő alkalmazaacutesaacutet A fotodioacuteda
legfontosabb jellemzője a feacutenyeacuterzeacutekenyseacuteg Meacuterteacutekegyseacutege a microAlx
=lx
A
E
IS R micro
(41)
Egyeacuteb fontosabb jellemző adatok soumlteacutetaacuteram eacuterteacuteke 1nA a maximaacutelis eacuterzeacutekenyseacuteg
hullaacutemhossza 085 microm a hataacuterfrekvencia 1 MHz [10]
423 Fototranzisztor
A fototranzisztorok olyan n-p-n vagy p-n-p struktuacuteraacutejuacute bipolaacuteris tranzisztorok amelyeknek
baacutezis-kollektor zaacuteroacutereacuteteguumlk fotodioacutedakeacutent műkoumldik eacutes megvilaacutegiacutethatoacute Feacuteny hataacutesaacutera a baacutezis-
kollektor zaacuteroacutereacutetegben toumllteacuteshordozoacutek keletkeznek vagyis megnő az ICB0 zaacuteroacuteiraacutenyuacute aacuterama
Ez baacutezisaacuteramkeacutent jelentkezik aneacutelkuumll hogy a baacutezis-emitter zaacuteroacutereacuteteget polarizaacutelnaacutenk A baacutezis
munkapontjaacutet nem szuumlkseacuteges beaacutelliacutetani ezeacutert a legtoumlbb esetben a baacutezis nincs is kivezetve
Eacuterzeacutekenyseacutege joacuteval nagyobb mint a fotodioacutedaacuteeacute mert a feacuteny hataacutesaacutera leacutetrejoumlvő baacutezisaacuteram
felerősiacutetve jelenik meg a kollektoron
Aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes jelleggoumlrbeacuteje a 44 aacutebraacuten laacutethatoacute A kollektor aacuteram 1000 lx
megvilaacutegiacutetaacutesnaacutel maacuter milliamper nagysaacutegrendű vagyis joacuteval nagyobb mint a fotodioacuteda aacuterama
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
47
44 aacutebra A fototranzisztor aacuteramkoumlri jeloumlleacutese eacutes karakterisztikaacuteja
424 Optocsatoloacutek [10]
Az optocsatoloacutek vagy maacutes neacuteven feacutenycsatoloacutek egy feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuteboacutel (LED) eacutes egy
fototranzisztorboacutel aacutellnak Kuumllső feacutenyhataacutestoacutel elzaacuterva integraacutelt aacuteramkoumlroumls formaacuteban gyaacutertjaacutek
(45 aacutebra) A jobb hataacutesfok eleacutereacuteseacutenek ceacuteljaacuteboacutel a LED infravoumlroumls tartomaacutenybeli feacutenyt bocsaacutet
ki Nagyobb kimeneti aacuteramerősseacuteg eleacutereacuteseacutenek eacuterdekeacuteben gyakran Darlington fokozatos
fototranzisztort hasznaacutelnak
45 aacutebra Az optocsatoloacute feleacutepiacuteteacutese eacutes kivitelezeacutesi formaacuteja
Műkoumldeacutese egyszerű Ha a feacutenykibocsaacutetoacute dioacutedaacuten keresztuumll nincs aacuteram a fototranzisztor baacutezisa
nem kap megvilaacutegiacutetaacutest iacutegy a kollektor aacuteram is nulla Ha megfelelő nagysaacuteguacute aacuteram megy aacutet a
LED dioacutedaacuten az feacutenyt bocsaacutet ki eacutes megvilaacutegiacutetja a fototranzistor baacutezisaacutet A kimeneten
megfelelő aacuteramkoumlri kapcsolaacutesban megjelenik a kollektor aacuteram
Az optocsatoloacute legfontosabb jellemzője a csatolaacutesi teacutenyező amely a kimeneti eacutes a bemeneti
aacuteram haacutenyadosa Ennek tipikus eacuterteacuteke egy fototranzisztoros vaacuteltozatnaacutel α = 10 ndash 300
Darlington-fototranzistor eseteacuten α = 100 ndash 1000
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
48
be
ki
I
I=α (42)
A csatolaacutesi teacutenyező helyes megvaacutelasztaacutesa biztosiacutetja az optimaacutelis műkoumldeacutesi felteacuteteleket az
optocsatoloacute szaacutemaacutera A bemeneti aacuteram noumlveleacutese csak addig indokolt ameddig a kimeneti
aacuteram el nem eacuteri a maximaacutelis eacuterteacuteket az adott aacuteramkoumlrben Tovaacutebbi bemeneti aacuteram noumlveleacutes
teljesen feleslegesseacute vaacutelik a kimenet szempontjaacuteboacutel
Egyszerű feleacutepiacuteteacutese miatt az optocsatoloacutet elterjedten alkalmazzaacutek az iraacutenyiacutetaacutestechnika minden
teruumlleteacuten ott ahol szuumlkseacuteges keacutet aacuteramkoumlr galvanikus elvaacutelasztaacutesa A 45 aacutebraacuten joacutel laacutethatoacute
hogy a bemeneti eacutes kimeneti aacuteramkoumlroumlk koumlzoumltt csak optikai kapcsolat van
425 Optikai kapuk (fotocellaacutek)
Optikai kapuk segiacutetseacutegeacutevel kuumlloumlnboumlző nem aacutetlaacutetszoacute taacutergyak jelenleacuteteacutet vagy hiaacutenyaacutet lehet
detektaacutelni olyan helyen ahol nincs maacutes akadaacutely a taacutergy eacutes az eacuterzeacutekelő koumlzoumltt λ = 880 nm-es
infravoumlroumls tartomaacutenyban műkoumldnek a legjobban de ha laacutethatoacutevaacute szeretneacutenk tenni a
feacutenysugarat akkor a voumlroumls λ = 660 nm-es hullaacutemhossz a legmegfelelőbb Alapvetően keacutet
vaacuteltozat terjedt el az egyutuacute feacutenykapu eacutes a reflexioacutes feacutenykapu Az egyutuacute feacutenykapu eseteacuteben
kuumlloumln egyseacuteget keacutepez az adoacute eacutes a vevő A koumlzoumlttuumlk leacutevő egyenest aacutetszelő taacutergy ilyenkor
eacuterzeacutekelhető (46 aacutebra)
46 aacutebra Egyutuacute feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Az adoacute eacutes a vevő koumlzoumltti taacutevolsaacuteg aacuteltalaacuteban neacutehaacuteny meacuteter de akaacuter szaacutez meacuteter is lehet
Eacuterzeacutekeleacutesi gyakorisaacutega viszonylag alacsony aacuteltalaacuteban 20 Hz ndash 10 kHz koumlzoumltt
Az egyutuacute feacutenykapu egyik kiterjesztett vaacuteltozata a feacutenyfuumlggoumlny Egymaacutes foumlloumltt egyvonalban
toumlbb adoacutet eacutes vevőt helyeznek el Ezeket főleg szerszaacutemgeacutepek robotok gyaacutertoacutecellaacutek
munkateruumlleteacutenek elhataacuterolaacutesaacutera hasznaacuteljaacutek ott ahol ezek mozgaacutesa illeteacutektelen szemeacutelyek
baleseteacutet okozhatjaacutek A feacutenyfuumlggoumlny uacutetjaacutet keresztező taacutergy eacuterzeacutekeleacutese a balesetek elkeruumlleacutese
veacutegett azonnal leaacutelliacutethatja a geacutep mozgoacute elemeit
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
49
A reflexioacutes feacutenykapu eseteacuteben az adoacute eacutes a vevő egy egyseacutegben foglal helyet Műkoumldeacutesi elve a
kibocsaacutetott feacutenyimpulzusok az akadaacutelyroacutel toumlrteacutenő visszaverődeacuteseacuten alapszik (47 aacutebra) Ha az
eacuterzeacutekeleacutesi tartomaacutenyon beluumll nincs akadaacutely a feacutenysugarak nem verődnek vissza A
koumlrnyezetből szaacutermazoacute feacutenyek zavaroacute hataacutesaacutenak kikuumlszoumlboumlleacutese csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben az
optikai jelet modulaacuteljaacutek A vevő az adoacute uumltemeacutevel oumlssze van hangolva Infraeacuterzeacutekelők eseteacuteben
tovaacutebbi javulaacutest eacuternek el feacutenyszűrők alkalmazaacutesaacuteval
47 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu műkoumldeacutesi elve
Fontosabb jellemzői eacuterzeacutekeleacutesi taacutevolsaacuteg 10 ndash 20 m műkoumldeacutesi frekvencia 10 ndash 1000 Hz
kimeneti aacuteramerősseacuteg 100 ndash 500 mA
Elvi feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlataacutet a 48 aacutebraacuten laacutethatjuk
48 aacutebra A reflexioacutes feacutenykapu feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
426 Ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacuteson alapuloacute eacuterzeacutekelők [4]
Az ellenaacutellaacutes-alapuacute eacuterzeacutekelők koumlzoumls jellemzőjuumlk hogy a bemenő jelkeacutent eacuterzeacutekelt fizikai
mennyiseacuteg hataacutesaacutera mindig ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes joumln leacutetre amely aztaacuten koumlnnyen feszuumlltseacuteg vagy
aacuteramvaacuteltozaacutessaacute alakiacutethatoacute Leggyakoribb kivitelezeacutesi formaacutei a potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacute a
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg eacutes a hőellenaacutellaacutes
A potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek lineaacuteris mozgaacutes elmozdulaacutes illetve szoumlgelfordulaacutes
eacuterzeacutekeleacuteseacutere alkalmasak Feleacutepiacuteteacutesuumlk eacutes meacutereacutesi elvuumlk a 49 aacutebraacuten laacutethatoacute A legegyszerűbb
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
50
esetben a meacuterendő elmozdulaacutes vagy elfordulaacutes egy csuacuteszoacuteeacuterintkezőt mozgat egy lineaacuteris vagy
koumlr alakuacute meacuterőellenaacutellaacuteson
49 aacutebra Potenciomeacuteteres jelaacutetalakiacutetoacutek (forraacutes httpe-oktatpmmfhuirtech2)
A letapogatott R ellenaacutellaacutes eacuterteacuteke araacutenyos az x elmozdulaacutessal Az x0 veacuteghelyzethez R0
ellenaacutellaacutes tartozik Feliacuterhatjuk az adott csuacuteszkaacutehoz tartozoacute R meghataacuterozaacutesaacutet
00
Rx
xRx sdot= 0
0
RRx sdot=ϕϕ
(43)
A fenti oumlsszefuumlggeacutes viszont csak akkor igaz ha az eacuterzeacutekelő kimeneteacutere kapcsolt terheleacutes
ellenaacutellaacutesa joacuteval nagyobb mint az R0 ellenaacutellaacutes Ellenkező esetben a 43 oumlsszefuumlggeacutes maacuter nem
tekinthető lineaacuterisnak
A feacutemek rugalmas deformaacutecioacuteinak meacutereacuteseacutere vagy meacuterőcellaacutekban hasznaacuteljaacutek a nyuacutelaacutesmeacuterő
beacutelyegeket maacutes neacuteven tenzoellenaacutellaacutesokat A beacutelyeg elnevezeacutes onnan ered hogy a
deformaacutecioacutet szenvedő aceacutelszerkezetre (proacutebatestre) ragasztaacutessal roumlgziacutetetteacutek Az iacutegy roumlgziacutetett
nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg ellenaacutellaacutes huzala terheleacutes hataacutesaacutera a proacutebatesttel egyuumltt megnyuacutelik
keresztmetszete pedig csoumlkken (410 aacutebra)
410 aacutebra A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg alakvaacuteltozaacutesa terheleacutes hataacutesaacutera
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
51
A ∆l deformaacutecioacute hataacutesaacutera meacuterhető ellenaacutellaacutes a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
)(
)(
AA
llnR l ∆
∆plusmnsdotsdot=∆
mρ (44)
Ahol ρ a huzal fajlagos ellenaacutellaacutesa l a huzal hossza A a huzal keresztmetszete ∆l a
hosszvaacuteltozaacutes ∆A pedig a keresztmetszet vaacuteltozaacutesa
A nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegek
kuumlloumlnboumlző neacutevleges ellenaacutellaacutessal (R0) keacuteszuumllnek A leggyakoribb eacuterteacutekek R0 = 120 Ω 300 Ω
350 Ω 600 Ω 1000 Ω A gyakorlatban a relatiacutev megnyuacutelaacutesi eacuterteacuteket (∆RR0) szokaacutes hasznaacutelni
amelyet a koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutesekkel adhatunk meg
εsdot=∆
kR
R
0
722L=∆
minus∆
+∆
=A
A
l
lk
ρρ
1000 sdotminus
=l
llε (45)
ahol k a beacutelyegaacutellandoacute (a gyaacutertoacute megadja) ε pedig a fajlagos megnyuacutelaacutes
Ellenaacutellaacuteshuzal alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel a fajlagos ellenaacutellaacutes nem vaacuteltozik ezeacutert a
beacutelyegaacutellandoacute meglehetősen kicsi Feacutelvezető alapuacute nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyegekneacutel ahol a terheleacutes
hataacutesaacutera főleg a fajlagos ellenaacutellaacutes vaacuteltozik ez az eacuterteacutek eleacuterheti a 100-at is
A viszonylag kismeacuterteacutekű ellenaacutellaacutes-vaacuteltozaacutes miatt a nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg kivezeteacuteseit
Wheatstone hiacutedba kapcsoljaacutek eacutes műveleti erősiacutetőhoumlz illesztik (411 aacutebra) Az erősiacutető
kimeneteacuten a feszuumlltseacuteg maacuter felhasznaacutelhatoacute eacutes a 46 oumlsszefuumlggeacutessel hataacuterozhatoacute meg
411 aacutebra Wheatstone hiacutedba kapcsolt nyuacutelaacutesmeacuterő beacutelyeg
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
52
A
R
RUAUU ABki sdot
∆+
minus=sdot=
0
2
1
2
1 (46)
427 Induktiacutev eacuterzeacutekelők [11]
Az induktiacutev eacuterzeacutekelők toumlbbnyire feacutemtaacutergyak jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik Ezeacutert gyakran
koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutenak hiacutevjaacutek A taacutepfeszuumlltseacuteg bekapcsolaacutesakor az oszcillaacutetortekercs aacuteltal
generaacutelt induktiacutev mező jelenik meg az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacuten Feacutemtaacutergy koumlzeleacuteben a
maacutegneses permeabilitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera az eacuterzeacutekelőbe eacutepiacutetett LC rezgőkoumlr tekercseacutenek
induktivitaacutesa is megvaacuteltozik Az induktivitaacutes vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesaacutera a beeacutepiacutetett oszcillaacutetor
amplituacutedoacuteja csoumlkken Ennek oka a feacutemtaacutergyban indukaacutelt oumlrveacutenyaacuteramok aacuteltal okozott energia-
elveacutetel Az oszcillaacutetor szinuszos rezgeacuteseacutet egy demodulaacutetor egyeniraacutenyiacutetja eacutes a triggerfokozat
kieacuterteacutekeli Attoacutel fuumlggően hogy a kuumlszoumlbeacuterteacutek alatt marad vagy foumlleacute keruumll ad egy binaacuteris kapcsoloacute-
jelet A 412 aacutebraacuten az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute toumlmbvaacutezlata laacutethatoacute
412 Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutese
A kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg fuumlgg a feacutemtaacutergy anyagaacutenak elektromos vezetőkeacutepesseacutegeacutetől mivel a
kisebb ellenaacutellaacutes kisebb oumlrveacutenyaacuteram-veszteseacuteget okoz A neacutevleges kapcsolaacutesi taacutevolsaacutegot egy
szabvaacutenyos 1mm vastag St37 -es aceacutellemez proacutebatesttel hataacuterozzaacutek meg A lemez neacutegyzet
alakuacute oldalhosszuacutesaacutega vagy az eacuterzeacutekelő aktiacutev feluumlleteacutenek aacutetmeacuterőjeacutevel vagy a neacutevleges
kapcsolaacutesi taacutevolsaacuteg haacuteromszorosaacuteval egyenlő A keacutet eacuterteacutek koumlzuumll a nagyobbat kell figyelembe
venni a proacutebatest meacutereteacutenek megvaacutelasztaacutesa soraacuten Az aceacuteltoacutel elteacuterő anyagoknaacutel uacutegynevezett
redukcioacutes teacutenyezőt alkalmazunk
Oszcillaacutetor Jelerősiacutető Kimeneti fokozat
Taacutepfeszuumlltseacuteg
Demodulaacutetor- trigger fokozat
Rezgőkoumlr
rdquoAktiacutev feluumlletldquo
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
53
41 taacuteblaacutezat Neacutehaacuteny fontosabb feacutem redukcioacutes faktora
Anyag Redukcioacutes faktor Aceacutel 100 Reacutez 025-04
Alumiacutenium 035-05 Saacutergareacutez 035-05
Az induktiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutek kis moacutedosiacutetaacutessal analoacuteg uacutetmeacuterőkeacutent is hasznaacutelhatoacutek A
moacutedosiacutetaacutes leacutenyege hogy a trigger fokozat helyett a demodulaacutelt feszuumlltseacuteget egy jelformaacuteloacute
erősiacutető fokozatba vezetik amely 0 ndash 10 V-os vagy 4 ndash 20 mA-es analoacuteg kimenet biztosiacutet A
redukcioacutes faktornak koumlszoumlnhetően az ilyen tiacutepusuacute uacutetmeacuterők alkalmasak kuumlloumlnboumlző feacutemek
azonosiacutetaacutesaacutera Ha az eacuterzeacutekelőt megfelelő taacutevolsaacutegban roumlgziacutetjuumlk a proacutebatesttől akkor a
kuumlloumlnboumlző feacutemek jelenleacutete a kimeneten kuumlloumlnboumlző feszuumlltseacuteg vagy aacuterameacuterteacuteket fog adni
428 Kapacitiacutev eacuterzeacutekelők
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők műkoumldeacutesi elve a kondenzaacutetor kapacitaacutesvaacuteltozaacutesaacuten alapszik Egy
kondenzaacutetor kapacitaacutesa fuumlgg a koumlzeg elektromos permittivitaacutesaacutetoacutel a fegyverzetek feluumlleteacutetől
eacutes a koumlzoumlttuumlk leacutevő taacutevolsaacutegtoacutel Ennek koumlszoumlnhető a kapacitiacutev eacuterzeacutekelők szeacuteleskoumlrű
alkalmazaacutesi teruumllete Mivel a kuumlloumlnboumlző anyagoknak maacutes eacutes maacutes az elektromos permittivitaacutesa
a kapacitiacutev eacuterzeacutekelőket leggyakrabban koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacutekeacutent hasznaacuteljaacutek Előnye az induktiacutev
eacuterzeacutekelőkkel szemben hogy baacutermilyen taacutergy jelenleacuteteacutet eacuterzeacutekelik
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők aktiacutev eleme egy kondenzaacutetor amely egy taacutercsa alakuacute elektroacutedaacuteboacutel eacutes
egy az aktiacutev feluumlletet hataacuteroloacute kehelyformaacutejuacute feacutelig nyitott fegyverzetből aacutell
413 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute műkoumldeacutesi elve
+ -
d
A
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
54
Akaacuter feacutem akaacuter elektromosan szigetelő anyag keruumll az aktiacutev zoacutenaacuteba az kapacitaacutesvaacuteltozaacutest
okoz Folyeacutekony szemcseacutes eacutes poriacutetott anyagokat kimutataacutesaacutera is alkalmas A kondenzaacutetor egy
RC-oszcillaacutetor reacutesze amely uacutegy van meacuteretezve hogy akkor rezeg be ha ez a
kapacitaacutesvaacuteltozaacutes bekoumlvetkezik Miacuteg az induktiacutev eacuterzeacutekelőkre az amplituacutedoacutemodulaacutecioacute
jellemző itt a frekvencia vaacuteltozik A demodulaacutetor a frekvencia vaacuteltozaacutesaacutet feszuumlltseacuteg
vaacuteltozaacutessaacute alakiacutetja amelyet a trigger fokozat a kimenet aacutellapotaacutet hataacuterozza meg (414 aacutebra)
414 aacutebra A kapacitiacutev koumlzeliacuteteacuteskapcsoloacute feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
A kapacitiacutev eacuterzeacutekelők kapcsolaacutesi taacutevolsaacutega aacuteltalaacuteban 2 ndash 20 mm koumlzoumltt van Ez fuumlgg a taacutergy
anyagaacutetoacutel meacutereteacutetől eacutes formaacutejaacutetoacutel A legtoumlbb kapacitiacutev eacuterzeacutekelőn talaacutelhatoacute egy potenciomeacuteter
amelynek segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetani lehet a szenzor eacuterzeacutekenyseacutegeacutet Ez lehetőveacute teszi bizonyos
anyagok detektaacutelaacutesaacutenak elfojtaacutesaacutet Iacutegy pl lehetőveacute vaacutelik a folyadeacutekszint vaacuteltozaacutesaacutenak
eacuterzeacutekeleacutese vizes oldatok eseteacuten egy műanyag tartaacutely falaacuten keresztuumll
Kimeneti fokozat Demodulaacutetor
trigger Oszcillaacutetor Aktiacutev feluumllet
Osc
sim
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
55
5 VEZEacuteRLEacuteSTECHNIKAI ALAPKAPCSOLAacuteSOK
Az eacuterzeacutekelők eacutes iraacutenyiacutetoacuteelemek jelei alapjaacuten folyamatokba toumlrteacutenő beavatkozaacutesokhoz
szuumlkseacuteges doumlnteacuteshozatalokat meghataacuterozoacute rendelkező jeleket a rendelkező szerv aacutelliacutetja elő Ez
keacutepezi a vezeacuterleacutes legbonyolultabb reacuteszeacutet A rendelkező szerv feleacutepiacuteteacutese eacutes műszaki
megvaloacutesiacutetaacutesa nagymeacuterteacutekben fuumlgg a vezeacuterleacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel Nem tuacutel bonyolult
vezeacuterleacuteseket akaacuter nagyon egyszerűen akaacuter klasszikus moacutedon releacutes eacuterintkezős megoldaacutesokkal
is keacutesziacutethetuumlnk Bonyolultabb vezeacuterleacuteseket elektronikusan digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel vagy
programozott moacutedon ceacutelszerű elkeacutesziacuteteni Ennek megfelelően a vezeacuterleacutestechnikai
megoldaacutesokat keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- Huzalozott vezeacuterleacutesek
- Programozott vezeacuterleacutesek
Fuumlggetlenuumll attoacutel hogy milyen megoldaacutest vaacutelasztunk a rendelkező jelek leacutetrehozaacutesa a legtoumlbb
esetben vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek alapjaacuten vagy uumltemterv szerint toumlrteacutenik
51 Huzalozott vezeacuterleacutesek
Huzalozott vezeacuterleacutesről akkor beszeacuteluumlnk amikor a vezeacuterlő kivitelezeacutesi megoldaacutesa nem teszi
lehetőveacute vagy csak nagyon koumlruumllmeacutenyesen moacutedosiacutethatoacute a rendelkező jel ha a vezeacuterleacutesi
felteacuteteleket vaacuteltoztatni szeretneacutenk Vagyis egy ily moacutedon kialakiacutetott rendelkező szerv csak az
előre megtervezett vezeacuterleacutesi koumlvetelmeacutenyeket keacutepes maradeacutektalanul teljesiacuteteni A vezeacuterlő
aacuteramkoumlroumlk moacutedosiacutetaacutesa gyakorlatilag nem kivitelezhető Elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy a
klasszikus releacutes vezeacuterleacutesekneacutel a kuumlloumlnboumlző releacutek eacuterintkezőinek oumlsszehuzalozaacutesaacuteval valoacutesult
meg a tervezett logika De hasonloacute a helyzet amikor digitaacutelis aacuteramkoumlroumlkkel eacutepuumll a vezeacuterleacutes
csak ebben az esetben az aacuteramkoumlroumlk oumlsszehuzalozaacutesa a nyaacuteklapon toumlrteacutenik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
56
511 Eacuterintkezős vezeacuterleacutesek aacuteramuacutetterve [3]
A klasszikus releacutes vezeacuterleacutesek fontos dokumentumaacutet keacutepezi az uacutegynevezett aacuteramuacutetterv
Egyaraacutent alkalmas a műkoumldeacutes tanulmaacutenyozaacutesaacutera vagy a keacutesz berendezeacutesen ellenőrző meacutereacutesek
veacutegzeacuteseacutere hibakereseacuteseacutere
Az aacuteramuacutetterv jellegzetesseacutege hogy benne az egyes aacuteramkoumlri elemeket uacutegy aacutebraacutezoljuk hogy
az aacuteramkoumlr taacutepfeszuumlltseacutegeacutenek pozitiacutev poacutelusaacutetoacutel vagy a faacutezisvezetőtől kiindulva a negatiacutev
poacutelusig vagy a nullvezetőig vezeteacutekkeresztezeacutes neacutelkuumll jussunk el A rajzon feluumllről lefeleacute az
egyes aacuteramkoumlroumlk lehetőleg a vezeacuterleacutesi műveletek logikaacutejaacutenak megfelelően koumlvesseacutek egymaacutest
Lent utolsoacute elemkeacutent rendszerint valamilyen beavatkozoacute (releacute maacutegneskapcsoloacute tekercsei
stb) szerepelnek
Ez folytatoacutedik időbeli sorrendben ballroacutel jobbra akaacuter toumlbb oldalon keresztuumll
Az aacuteramuacutetterv jeloumlleacutesei keacutet csoportra oszthatoacutek rajzjelek eacutes tervjelek A keacuteszuumlleacutekek rajzjeleit
mindig nyugalmi (nem műkoumldtetett) uacutegynevezett raktaacuteri aacutellapotban aacutebraacutezoljuk A műkoumldtetett
helyzetet mindig kikoumlvetkeztetjuumlk a rajzboacutel de nem aacutebraacutezoljuk A koumlvetkező taacuteblaacutezatban (51
taacuteblaacutezat) neacutehaacuteny gyakrabban hasznaacutelt elem rajzjele laacutethatoacute
51 taacuteblaacutezat Gyakrabban hasznaacutelatos rajzjelek
Eacuterintkező aacuteltalaacutenos jeloumlleacutese a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC) c) vaacuteltoacute
Nyomoacutegomb
a) zaacuteroacute (normaacutel nyitott NO) b) bontoacute (normaacutel zaacutert NC)
Egyeacuteb eacuterintkezők
a) hőreleacute eacuterintkezője b) veacutegaacutellaacuteskapcsoloacute
Beavatkozoacute elemek
a) releacute maacutegneskapcsoloacute műkoumldtető tekercs
b) maacutegnesszelep c) hőreleacute tekercs
a) b) c)
a) b)
a) b)
a) b) c)
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
57
A tervjelek első betűje aacuteltalaacuteban az elemnek a rajzjelben is szimbolizaacutelt fajtaacutejaacutera utal (pl R
releacute K kapcsoloacute N nyomoacutegomb stb) A tovaacutebbi betűk az elemnek a vezeacuterleacutesben betoumlltoumltt
szerepeacutet mutatjaacutek (pl B be K ki I indiacutetoacute G gerjesztő stb) Ha toumlbb azonos funkcioacutet betoumlltő
elem is van akkor a betűk eleacute iacutert szaacutemmal tudjuk őket megkuumlloumlnboumlztetni A tervjel utaacuten pedig
koumltőjellel elvaacutelasztott szaacutemmal jeloumlljuumlk ha ugyanannak a keacuteszuumlleacuteknek toumlbb elemeacutet is
feltűntetjuumlk Peacuteldaacuteul a 3 szaacutemuacute indiacutetoacute nyomoacutegomb 2 szaacutemuacute eacuterintkezőjeacutenek jeloumlleacutese 3NI-2
vagy a 8 szaacutemuacute maacutegneskapcsoloacute 5 szaacutemuacute segeacutedeacuterintkezője 8MK-5
Megjegyzeacutes Termeacuteszetesen az előbbiektől elteacuterő jeloumlleacuteseket is lehet hasznaacutelni csak
egyeacutertelmű legyen hogy az adott elem melyik keacuteszuumlleacutekhez tartozik
512 Peacutelda aacuteramuacutettervre [3]
Az 51 aacutebraacuten egy haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor indiacutetaacutesaacutet eacutes dinamikus feacutekezeacuteseacutet vezeacuterlő
aacuteramkoumlr aacuteramuacutetterve laacutethatoacute
51 aacutebra A haacuteromfaacutezisuacute aszinkronmotor dinamikus feacutekezeacuteseacutenek aacuteramuacutetterve
A motort a K maacutegneskapcsoloacute K-1 K-2 K-3 főeacuterintkezői kapcsoljaacutek a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezati
feszuumlltseacutegre az NB indiacutetoacutegomb megnyomaacutesa utaacuten A motor kikapcsolaacutesa az NK bontoacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
58
eacuterintkezős nyomoacutegombboacutel toumlrteacutenik de ugyanezt eredmeacutenyezhetik az 1RT-1 eacutes 2RT-1 hőreleacutek
eacuterintkezői is A kikapcsolaacuteskor megvaloacutesuloacute feacutekezeacutest a KS maacutegneskapcsoloacute veacutegzi amelynek
időziacuteteacutese a K maacutegneskapcsoloacuteval paacuterhuzamosan koumltoumltt RI kikapcsolaacutesi keacuteslelteteacutesű időreleacute
eacuterintkezője kapcsol ki A KS maacutegneskapcsoloacute eacuterintkezői (KS-4 KS-5) ilyenkor a motor keacutet
faacutezistekercseacutere egyenfeszuumlltseacuteget kapcsolnak Az RI időreleacute időziacuteteacuteseacutet uacutegy kell megvaacutelasztani
hogy a feacutekezeacutes vezeacuterleacutese meacuteg a teljes leaacutellaacutes előtt befejeződjoumln azeacutert hogy ne kaacuterosiacutetsa a
motor tekercseit
513 Tervezeacutesi leacutepeacutesek
1 Az aacuteramuacutetterv elkeacutesziacuteteacuteseacutehez előszoumlr ki kell vaacutelasztani a feladat megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz
szuumlkseacuteges vezeacuterlőelemeket
2 A vezeacuterlőelemeket felhasznaacutelva logikusan aacutetgondolva a vezeacuterleacutesi faacutezisok műkoumldeacutesi
felteacuteteleit eacutes sorrendjeacutet meg kell hataacuteroznunk a beavatkozoacutek (releacutek maacutegneskapcsoloacutek
jelzőlaacutempaacutek stb) logikai aacutellapotegyenleteit Minden egyes beavatkozoacutehoz legalaacutebb
egy vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletet kell hozzaacuterendelnuumlnk
3 Az aacutellapotegyenletek alapjaacuten kialakiacutetva az elemek koumlzoumltt a megfelelő logikai
kapcsolatokat elhelyezzuumlk az elemeket a taacutepfeszuumlltseacuteg keacutet vonala koumlzoumltt
4 Ha szuumlkseacuteges hasznaacutelhatunk segeacutedeacuterintkezőket peacuteldaacuteul oumlntartaacutesra (A műkoumldtetett
releacute vagy maacutegneskapcsoloacute segeacutedeacuterintkezőjeacutet paacuterhuzamosan kapcsoljuk az indiacutetoacute
nyomoacutegombbal)
5 Biztonsaacutegi okokboacutel a veacuteszkikapcsoloacute vagy egyeacuteb biztonsaacutegi elem eacuterintkezőjeacutet
koumlzvetlenuumll a taacutepfeszuumlltseacuteg vonalaacutehoz csatlakoztatva helyezzuumlk el
6 A rajz minden egyes elemeacutet joacutel azonosiacutethatoacute tervjelekkel kell ellaacutetni
7 A rajzon minden elemet koumltelezően nyugalmi aacutellapotban kell aacutebraacutezolni
513 Alapkapcsolaacutesok
Ebben a fejezetben az eacuterintkezős vezeacuterleacutesekneacutel leggyakrabban alkalmazott kapcsolaacutesok koumlzuumll
az oumlntartoacute eacutes a keresztretesz kapcsolaacutest fogom bemutatni
Az 52 aacutebraacuten laacutethatoacute kapcsolaacutes szinte minden nyomoacutegombroacutel toumlrteacutenő indiacutetaacuteskor megtalaacutelhatoacute
Azeacutert hogy a vezeacuterleacutes fennmaradjon a nyomoacutegomb elengedeacutese utaacuten is a nyomoacutegomb zaacuteroacute
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
59
eacuterintkezőjeacutevel paacuterhuzamosan kapcsoljuk a műkoumldtetni kiacutevaacutent maacutegneskapcsoloacute egyik
segeacutedeacuterintkezőjeacutet
52 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes
Az NB nyomoacutegomb megnyomaacutesakor az NK nyomoacutegomb bontoacute eacuterintkezőjeacuten keresztuumll
zaacuteroacutedik a K1 maacutegneskapcsoloacute tekercseacutenek aacuteramkoumlre Ebben a pillanatban a maacutegneskapcsoloacute
K1-1 segeacutedeacuterintkezője is zaacuteroacutedik Ekkor a nyomoacutegomb elengedeacutese maacuter nem moacutedosiacutetja az
aacuteramkoumlr aacutellapotaacutet Ez a helyzet mindaddig fennmarad ameddig az NK nyomoacutegomb
műkoumldteteacuteseacutevel a K1 tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet meg nem szakiacutetjuk
Megjegyzeacutes Az NK bontoacute eacuterintkezős nyomoacutegomb műkoumldteteacuteseacutet elengedeacutesre kituumlntetett
kapcsolaacutesnak nevezik Az elnevezeacutes onnan adoacutedik hogy a nyomoacutegomb műkoumldteteacutese
bdquoelengedirdquo a maacutegneskapcsoloacutet
Az 53 aacutebra a biztonsaacutegos iraacutenyvaacuteltaacuteskor hasznaacutelt keresztretesz kapcsolaacutest mutatja be A
kapcsolaacutes leacutenyege hogy adott iraacuteny indiacutetaacutesa csak akkor lehetseacuteges amikor a maacutesik iraacuteny
műkoumldteteacutese befejeződoumltt
Felteacutetelezzuumlk hogy a Bal nyomoacutegombbal kivaacutelasztottuk eacutes elindiacutetottuk a bdquoBalrdquo iraacutenyt Ekkor
a B releacute behuacutez B-1 zaacuteroacute eacuterintkezője biztosiacutetja az oumlntartaacutest B-2 bontoacute eacuterintkezője pedig
megakadaacutelyozza a bdquoJobbrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Az iraacutenyvaacuteltaacutes csak akkor lesz lehetseacuteges amikor a
STOP nyomoacutegombboacutel megszakiacutetottuk a B releacute tekercseacutenek aacuteramkoumlreacutet Ugyanez a helyzet aacutell
fent amikor a bdquoJobbrdquo iraacuteny van kivaacutelasztva Ekkor a J releacute J-2 bontoacute eacuterintkezője akadaacutelyozza
meg a bdquoBalrdquo iraacuteny indiacutetaacutesaacutet Feltevődik a keacuterdeacutes hogy mi toumlrteacutenik ha mindkeacutet indiacutetoacutegombot
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
60
egyszerre műkoumldtetjuumlk Valoacutejaacuteban olyan hogy bdquoegyszerrerdquo nem leacutetezik Baacutermilyen uumlgyesek
is legyuumlnk valamelyik nyomoacutegombot biztosan hamarabb fogjuk műkoumldtetni mint a maacutesikat
eacutes ez eleacuteg ahhoz hogy megakadaacutelyozza a maacutesik iraacuteny kivaacutelasztaacutesaacutet
53 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes
A kapcsolaacutes az elnevezeacuteseacutet onnan kapta hogy az adott iraacutenyt műkoumldtető releacute eacuterintkezője
sorosan keresztbe van kapcsolva a maacutesik iraacuteny vezeacuterleacutesi aacutegaacuteban A kapcsolaacutes rendkiacutevuumll
egyszerű eacutes biztonsaacutegos Ilyen kapcsolaacutest ceacutelszerű hasznaacutelni minden olyan vezeacuterleacutes eseteacuteben
amikor keacutet egymaacutesnak ellenteacutetes művelet egyidejű műkoumldeacuteseacutet akarjuk megakadaacutelyozni
Hasonloacute moacutedon lehet megoldani a 371 fejezetben a 319 aacutebraacuten bemutatott haacuteromfaacutezisuacute
aszinkronmotor csillag-delta indiacutetaacutesnaacutel azt hogy meacuteg veacuteletlenuumll se fordulhasson elő hogy
egyszerre egy időben mindkeacutet uumlzemmoacuted műkoumldhessen Ez ugyanis suacutelyos zaacuterlatot ideacutezne elő
a haacuteromfaacutezisuacute haacuteloacutezatban
52 Elektronikus vezeacuterleacutesek
A feacutelvezető alapuacute elektronikus vezeacuterleacutesek sok tekintetben kedvezőbb tulajdonsaacutegokkal
rendelkeznek mint az eacuterintkezős vezeacuterleacutesek Első sorban ezek nem tartalmaznak mozgoacute
elemeket kisebb helyet foglalnak leacutenyegesen gyorsabbak eacutelettartamuk nagyobb eacutes nem
utolsoacute sorban kisebb a fogyasztaacutesuk
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
61
Az elektronikus vezeacuterleacutesek ugyancsak huzalozott moacutedon keacuteszuumllnek Az elemeket nyaacuteklapon
helyezik le amelyeket az elektronikus kapcsolaacutesi rajznak megfelelően a nyaacutekvezeteacutekek
koumltnek oumlssze egymaacutessal Az aacuteramkoumlri elemek rendszerint integraacutelt aacuteramkoumlroumls logikai kapuk
(EacuteS VAGY NEM EacuteS-NEM stb) flipflopok szaacutemlaacuteloacutek vagy akaacuter leacuteptető regiszterek
Elektronikus vezeacuterleacuteseket első sorban bonyolult vezeacuterleacutesi logikaacutet megvaloacutesiacutetoacute vezeacuterleacutesek
eseteacuteben eacuterdemes hasznaacutelni Az előző fejezetben bemutatott vezeacuterleacutesi peacutelda annyira egyszerű
hogy ebben az esetben az elektronikus vezeacuterleacutes tuacutel sok előnyt nem jelentene
Maacutegneskapcsoloacutera nyomoacutegombokra hőreleacutekre tovaacutebbra is szuumlkseacuteg lenne Legfeljebb a
kialakiacutetott eacuterintkezős logikaacutet eacutes az időreleacutet lehetne elektronikus aacuteramkoumlroumlkkel helyettesiacuteteni
Az elektronikus vezeacuterleacutesek toumlbbseacutege a digitaacutelis technikaacuteban hasznaacutelt integraacutelt logikai
aacuteramkoumlroumlkkel valoacutesiacutethatoacutek meg Ezek koumlzuumll az EacuteS a VAGY eacutes a NEM logika
alapkapcsolaacutesnak szaacutemit ami azt jelenti hogy baacutermely tetszőlegesen bonyolult logika eme
haacuterom alapkapcsolaacutes megfelelő kombinaacutecioacutejaacuteval elkeacutesziacutethető
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a logikai fuumlggveacutenyeket a legtoumlbb esetben a bemeneti vaacuteltozoacutek
felhasznaacutelaacutesaacuteval algebrai formaacuteban adjuk meg de kifejezhetjuumlk igazsaacutegtaacuteblaacuteval vagy
kanonikus formaacuteban
521 EacuteS (AND) logikai fuggveacuteny
Az EacuteS logika soros kapcsolatot jelent kettő vagy toumlbb bemeneti vaacuteltozoacute koumlzoumltt A logikaacutenak
megfelelően a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev amikor az oumlsszes bemeneti felteacutetel teljesuumll A
koumlvetkező 54 aacutebraacuten az EacuteS fuumlggveacuteny egyszerű keacutet vaacuteltozoacutes villamos aacuteramkoumlri kialakiacutetaacutesaacutet eacutes
a hozzaacuterendelhető igazsaacutegtaacuteblaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
54 aacutebra A soros kapcsolatot megvaloacutesiacutetoacute EacuteS logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
62
Az előbbi aacutebra szerint az L laacutempa akkor vilaacutegiacutet amikor mindkeacutet kapcsoloacute az S1 eacutes az S2 is
zaacuterva van azaz mindkeacutet bemeneti felteacutetelnek teljesuumllnie kell ahhoz hogy a kimenet aktiacutev
legyen A logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai formaacuteja
L = S1 S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1 S2 hellip Sn (51)
A kapcsolaacutesi rajzokban az EacuteS fuumlggveacuteny jeloumlleacuteseacutere az euroacutepai eacutes az amerikai szabvaacutenyt szokaacutes
hasznaacutelni (55 aacutebra)
55 aacutebra Az EacuteS fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri jeloumlleacutesei
522 VAGY (OR) logikai fuumlggveacuteny
A vezeacuterleacutestechnikaacuteban a VAGY logika paacuterhuzamos kapcsolaacutest jelent kettő vagy toumlbb bementi
elem koumlzoumltt Ebben az esetben a kimenet aacutellapota akkor lesz aktiacutev ha a bemeneti felteacutetelek
koumlzuumll legalaacutebb egy teljesuumll Az 56 aacutebraacuten a VAGY fuumlggveacuteny keacutetvaacuteltozoacutes aacuteramkoumlri
kialakiacutetaacutesaacutet eacutes igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 S2 L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
56 aacutebra A VAGY logika eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az előbbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a kimenetet keacutepező L laacutempa akkor vilaacutegiacutet ha legalaacutebb az egyik
kapcsoloacute S1 vagy S2 vagy akaacuter mindkettő zaacuterva van vagyis a bementi felteacutetelek koumlzuumll
legalaacutebb egynek teljesuumllnie kell A VAGY logikaacutet leiacuteroacute fuumlggveacuteny algebrai alakja
L = S1 + S2 vagy aacuteltalaacutenos formaacuteban L = S1+ S2 + hellip +Sn (55)
euroacutepai hagyomaacutenyos (USA)
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
63
A VAGY fuumlggveacutenyt digitaacutelis kapcsolaacutesi rajzokban az 57 aacutebraacuten laacutethatoacute moacutedon szokaacutes jeloumllni
57 aacutebra A VAGY fuumlggveacuteny jeloumlleacutesei
523 NEM (NOT) fuumlggveacuteny
A NEM logikai fuumlggveacuteny a digitaacutelis technikaacuteban invertaacutelaacutest illetve tagadaacutest jelent A
vezeacuterleacutestechnikaacuteban bontoacute eacuterintkezőt vagy elengedeacutesre kituumlntetett kapcsolaacutest jelent Vagyis
amikor műkoumldtetjuumlk az adott bemeneti vaacuteltozoacutet akkor rendszerint a kimenet inaktiacutevvaacute vaacutelik
Maacutes szoacuteval ilyen esetben ha azt akarjuk hogy aktiacutev legyen a kimenet az ilyen jellegű
bementeket nem szabad műkoumldtetnuumlnk Pl a STOP gombot NEM szabad műkoumldtetni ha
indiacutetani akarunk
Megjegyzeacutes Miacuteg az EacuteS illetve a VAGY fuumlggveacutenyeknek legalaacutebb keacutet bementi vaacuteltozoacutejuk kell
legyen addig a NEM fuumlggveacuteny csak egy bementi vaacuteltozoacutet tartalmazhat
A koumlvetkező aacutebraacuten (58 aacutebra) a NEM fuumlggveacuteny aacuteramkoumlri megvaloacutesiacutetaacutesaacutet valamint az
igazsaacutegtaacuteblaacutejaacutet laacutethatjuk
S1 L
0 1
1 0
58 aacutebra A NEM fuumlggveacuteny eacutes igazsaacutegtaacuteblaacuteja
Az aacutebraacuten laacutethatoacute L laacutempa mindaddig vilaacutegiacutet miacuteg az S1 kapcsoloacutet nem műkoumldtetjuumlk
A NEM fuumlggveacuteny vaacuteltozoacutejaacutenak tagadaacutesaacutet a vaacuteltozoacute feletti vonallal (negaacutelt) jeloumllik Algebrai
formaacuteja a koumlvetkező
1SL = (56)
hagyomaacutenyos amerikai euroacutepai
L
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
64
A kapcsolaacutesi rajzokban a vaacuteltozoacute tagadaacutesaacutet szokaacutes egyszerűen csak egy kis koumlrrel jeloumllni
vagy az 59 aacutebra szerinti jeloumlleacuteseket hasznaacuteljaacutek
59 aacutebra A NEM logika jeloumlleacutesei
53 Vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek
Az előző fejezetekben bemutatott logikai alapfuumlggveacutenyek megfelelően kialakiacutetott
kombinaacutecioacutejaacuteval baacutermilyen bonyolult vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenlet leiacuterhatoacute illetve
megvaloacutesiacutethatoacute Peacuteldaacuteul az 513 fejezetben az 52 aacutebraacuten bemutatott oumlntartoacute kapcsolaacutes
vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenleteacutenek algebrai formaacuteja a koumlvetkező
NKKNBK sdot+= )1(1 (57)
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel valoacute megvaloacutesiacutetaacutesa pedig a koumlvetkező aacutebraacuten laacutethatoacute (510 aacutebra)
510 aacutebra Oumlntartoacute kapcsolaacutes logikai kapukkal
A logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott oumlntartaacutes nem igeacutenyel semmilyen plusz elemet a
kimenetet egyszerűen visszacsatoljuk a bemeneti VAGY kapuba
Ugyancsak az 513 fejezetben az 53 aacutebraacuten bemutatott keresztkapcsolaacutes vezeacuterleacutesi
aacutellapotegyenletei a koumlvetkezők
STOPBJJOBBJ
STOPJBBALB
sdotsdot+=
sdotsdot+=
)(
)( (58)
ge1
amp
NB
NK
K1
amerikai euroacutepai
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
65
A vezeacuterleacutesi aacutellapotegyenletek szerint logikai aacuteramkoumlroumlkkel megvaloacutesiacutetott kapcsolaacutes az 511
aacutebraacuten laacutethatoacute
511 aacutebra Keresztretesz kapcsolaacutes logikai kapukkal
A huzalozott vezeacuterleacutesek műkoumldeacuteseacutet vagyis a rendszer logikaacutejaacutet az szabja meg hogy hogyan
vannak oumlsszehuzalozva a rendszer elemei Ha maacutes műkoumldeacutest szeretneacutenk a rendszertől maacutes
moacutedon kellene oumlsszehuzalozni Ez a legtoumlbb esetben megvaloacutesiacutethatatlan Ezeacutert a korszerű
vezeacuterleacutesek egyre inkaacutebb a programozhatoacute vezeacuterlőket alkalmazzaacutek A program koumlnnyen eacutes
gyorsan csereacutelhető A programozhatoacute vezeacuterlők logikaacuteik rugalmasan alakiacutethatoacutek az igeacutenyeknek
megfelelően
ge1
amp
BAL
STOP
B
ge1
amp
JOBB J
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
66
6 PROGRAMOZOTT VEZEacuteRLEacuteSEK
Napjaink korszerű iraacutenyiacutetoacuterendszerei szinte kiveacutetel neacutelkuumll valamilyen formaacuteban intelligens
programozhatoacute vezeacuterlőket hasznaacutelnak Nagy előnyuumlk ezeknek a rendszereknek hogy az adott
vezeacuterlő a betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi programnak megfelelően toumlbbfeacutele feladat elveacutegzeacuteseacutere is
alkalmas Hasznaacutelatukkal a gyaacutertaacutes rugalmassaacute vaacutelik A gyaacutertott termeacutekek a vevői igeacutenyeknek
megfelelően koumlnnyen moacutedosiacutethatoacuteak A termeacutekek korszerűsiacuteteacutese fejleszteacutese gyakran a
technoloacutegia vaacuteltoztataacutesaacutet igeacutenylik A programozhatoacute vezeacuterleacutesekkel ez is megvaloacutesiacutethatoacute A
technoloacutegiai moacutedosiacutetaacutesok utaacuten a vezeacuterlő programjaacutet lecsereacutelik az uacutej technoloacutegiaacutenak
megfelelően A programozhatoacute vezeacuterlők koumlzponti egyseacutegeacutet rendszerint valamilyen
mikroprocesszor vagy mikrokontroller alkotja Feleacutepiacuteteacutesuumlk a mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepekneacutel is
alkalmazott siacutenrendszeres megoldaacutest koumlveti Taacuterkialakiacutetaacutesuk viszont elteacuterő lehet A legtoumlbb
estben ezek a vezeacuterlők a Harvard-elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet alkalmazzaacutek azaz kuumlloumln
egyseacuteget keacutepez a programtaacuter eacutes az adattaacuter
61 Mikroprocesszorok
A mikroprocesszor egy olyan aacuteramkoumlr amely egy tokozaton beluumll egy valoacutesaacutegos
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutepet tartalmaz A mikroprocesszor funkcionaacutelis szempontboacutel egy szinkron
szekvenciaacutelis logikai haacuteloacutezat Belső aacutellapota mint baacutermely szinkron szekvenciaacutelis logikai
haacuteloacutezatnaacutel az oacuterajel uumltemeacutere vaacuteltozik meg Mineacutel nagyobb az oacuterajel frekvenciaacuteja annaacutel
gyorsabban hajtja veacutegre az utasiacutetaacutesokat
A hetvenes eacutevek elejeacuten az integraacutelt aacuteramkoumlri technoloacutegia magas fokuacute fejlődeacutese lehetőveacute tette
hogy neacutehaacuteny neacutegyzetcentimeacuteternyi sziliacutecium lapkaacuten egyre toumlbb eacutes toumlbb tranzisztort
integraacuteljanak Jelenleg ez toumlbb millioacute tranzisztor 1 cm2 sziliacutecium feluumlleten
Az első kereskedelemben is kaphatoacute mikroprocesszort az INTEL ceacuteg keacutesziacutetette 1971-ben Az
I4004-es egy neacutegybites mikroprocesszor volt 2300 tranzisztorboacutel eacutepuumllt fel eacutes 29000 szaacutemiacutetaacutest
volt keacutepes elveacutegezni egy maacutesodperc alatt Ezt roumlvidesen koumlvette az INTEL 8080-as 8 bites
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
67
processzora amely forradalmasiacutetotta a szaacutemiacutetoacutegeacutepek fejlődeacuteseacutet A mikroprocesszorok
fejlődeacutesi uumltemeacutet a 61 taacuteblaacutezat foglalja oumlssze
61 taacuteblaacutezat Az INTEL mikroprocesszorok fejlődeacutese
Tiacutepus Adatsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemsiacuten
szeacutelesseacutege
Ciacutemezhető
taacuter meacuterete Gyaacutertaacutesi eacutev
I4004 4 10 1k 1971
I8008 8 16 16k 1972
I8080 8 16 64k 1973
I8085 8 16 64k 1974
I8086 16 20 1M 1978
I80186 16 20 1M 1982
I80286 16 24 16M 1983
I80386 32 32 4G 1985
I80486 32 32 4G 1989
Pentium 32 32 4G 1993-2000
Toumlbbmagos 32-64 32-36 4-64G 2005-hellip
Feleacutepiacuteteacutesuumlk szerint a processzorok CISC (Complex Instruction Set Computer) vagy RISC
(Reduced Instruction Set Computer) architektuacuteraacutejuacuteak lehetnek
A CISC processzorok előnye a nagyszaacutemuacute utasiacutetaacuteskeacuteszlet eacutes a sokfeacutele ciacutemzeacutesi moacutedban
nyilvaacutenul meg Az alkalmazott vezeacuterleacutesi moacuted a mikroprogramozott vezeacuterleacutesi eljaacuteraacutes minek
eacutertelmeacuteben a veacutegrehajtaacutes alatt leacutevő utasiacutetaacutes egy mikroprogramtaacuterban leacutevő programot indiacutet el
A mikroprogramozott vezeacuterleacutes haacutetraacutenya hogy hosszabb időt eacutes toumlbb hardver-erőforraacutest vesz
igeacutenybe a paacuterhuzamosan elveacutegezhető reacuteszműveletek szimultaacuten elveacutegzeacuteseacutehez
A RISC processzorok kifejleszteacuteseacuteneacutel elsődleges ceacutel volt hogy kiiktassaacutek a
mikroprogramozott vezeacuterleacutest ami nem maacutes mint egy szaacutemiacutetoacutegeacutep a szaacutemiacutetoacutegeacutepen beluumll A
feleacutepiacuteteacutes iacutegy bonyolult eacutes lassiacutetja az utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutest A RISC processzortiacutepusban a
mikroprogram helyett sok gyorsan hozzaacutefeacuterhető regisztert alkalmaznak Utasiacutetaacuteskeacuteszlete
kevesebb szaacutemuacute csak a belső regisztereken elveacutegezhető eacutes egyszerű memoacuteriaacuteba iacuteroacute illetve
onnan olvashatoacute utasiacutetaacutesokboacutel aacutell Az utasiacutetaacutesok aacuteltalaacuteban egy oacuterajel alatt veacutegrehajtoacutednak eacutes
egyforma hosszuacutesaacuteguacuteak Minden bonyolultabb műveletet ezek segiacutetseacutegeacutevel kell uacutegymond
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
68
szoftveresen megoldani Veacutegeredmeacutenyuumll toumlbb utasiacutetaacutesboacutel aacutelloacute programot kapunk de a
tapasztalat szerint a bonyolult (sok RISC utasiacutetaacutest igeacutenylő) műveletekre viszonylag ritkaacuten van
szuumlkseacuteg
A 61 aacutebraacuten egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos egyszerűsiacutetett vaacutezlata laacutethatoacute Haacuterom fő egyseacutegre
oszthatjuk műveletveacutegző egyseacuteg vezeacuterlő egyseacuteg eacutes regisztertoumlmb A processzor funkcionaacutelis
egyseacutegei a belső siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutedik oumlssze A siacutenrendszer fizikailag
kialakiacutetott vezeteacutekrendszer a mikroprocesszoron beluumll Haacuterom reacuteszre oszthatoacute ciacutemsiacuten adatsiacuten
eacutes vezeacuterlősiacuten A ciacutemsiacuten szeacutelesseacutege hataacuterozza meg a megciacutemezhető memoacuteria nagysaacutegaacutet Pl a
32 bites ciacutemsiacuten 232 azaz 4 Gb nagysaacuteguacute memoacuteriaacutet ciacutemezhet Az adatsiacuten az adatok szeacutelesseacutegeacutet
hataacuterozza meg A vezeacuterlősiacuten a vezeacuterlőjelek tovaacutebbiacutetaacutesaacutera szolgaacutel
61 aacutebra Egy mikroprocesszor aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
69
611 Utasiacutetaacutesveacutegrehajtaacutes
A mikroprocesszor egyik legfontosabb feladata a programutasiacutetaacutesok veacutegrehajtaacutesa Az utasiacutetaacutes-
veacutegrehajtaacutes keacutet faacutezisra bonthatoacute utasiacutetaacutes lehiacutevaacutes (FETCH) eacutes a veacutegrehajtaacutes (EXECUTION)
A lehiacutevaacutes faacutezisa alatt a programszaacutemlaacuteloacute (PC) regiszter aacuteltal megciacutemzett utasiacutetaacutes bekeruumll az
utasiacutetaacutesregiszterbe (IR) Az utasiacutetaacutes ciacutemreacuteszeacuteben szereplő ciacutemről az ott szereplő operandus az
akkumulaacutetor regiszterbe (ACC) keruumll A veacutegrehajtaacutes faacutezisaacuteban a dekoacutedoloacute eacutertelmezi az
utasiacutetaacutes műveleti koacutedjaacutet (opkoacuted) a vezeacuterlő ennek alapjaacuten előaacutelliacutetja a műveletveacutegző egyseacuteg
(ALU Arithmetical Logical Unit) szaacutemaacutera a szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket A vezeacuterlőjelek alapjaacuten
tudja az ALU hogy milyen műveletet kell elveacutegezzen A művelet eredmeacutenyeacutet az
akkumulaacutetorban taacuterolja feluumlliacuterva ezzel az ott leacutevő operandust de arra maacuter nincs is szuumlkseacuteg ha
megvan az eredmeacuteny A műveletveacutegzeacuteshez sorosan kapcsoloacutedik meacuteg az aacutellapotregiszter
(FLAG) amely az eredmeacutennyel kapcsolatos informaacutecioacutekat tartalmazza Pl pozitiacutev vagy
negatiacutev az eredmeacuteny zeacuterus-e az eredmeacuteny toumlrteacutent-e aacutetvitel vagy tuacutelcsordulaacutes stb
Megjegyzeacutes az akkumulaacutetorban leacutevő eredmeacutenyt ha az nem egy tovaacutebbi művelet egyik
operandusaacutet keacutepezi akkor ceacutelszerű elmenteni regiszterbe vagy memoacuteriaacuteba mielőtt uacutejabb
operandust toumllteneacutenk be
Az Aritmetikai logikai egyseacuteg fontosabb műveletei
- Aritmetikai műveletek oumlsszeadaacutes (ADD) kivonaacutes (SUB) oumlsszehasonliacutetaacutes
(CP) inkrementaacutelaacutes (INC) dekerementaacutelaacutes (DEC)
- Logikai műveletek EacuteS (AND) VAGY (OR) KIZAacuteROacute VAGY (XOR)
leacutepteteacutes balra jobbra (SLA SRA) forgataacutes balra jobbra (RLA RRA)
eacuterteacutekadaacutes (SET) toumlrleacutes (RES)
A mikroprocesszor neacutehaacuteny fontosabb tovaacutebbi funkcioacutei
- Perifeacuteriakezeleacutes az IO eszkoumlzoumlkről adatokat vesz aacutet illetve adatokat tovaacutebbiacutet
szaacutemukra
- Megszakiacutetaacuteskezeleacutes az eacuterkező megszakiacutetaacutesokat prioritaacutesuk szerint kiszolgaacutelja
Ilyenkor megszakiacutetja az eacuteppen futoacute programot veacutegrehajtja a megszakiacutetaacutesi
keacuterelmet majd folytatja a programveacutegrehajtaacutest
- Kiszaacutemiacutetja a ciacutemzeacutesi moacutedoknak megfelelő ciacutemeket
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
70
- Engedeacutelyezi a siacutenhasznaacutelatot A siacutent mindig csak keacutet egyseacuteg hasznaacutelhatja Az
egyik legtoumlbbszoumlr a processzor a maacutesik lehet a memoacuteria vagy valamelyik
perifeacuteria de előfordulhat olyan eset is amikor a processzor lemond a
siacutenhasznaacutelatroacutel egy perifeacuteria javaacutera pl amikor az adatokat kuumlld a memoacuteriaacuteba
Ezt hiacutevjaacutek koumlzvetlen memoacuteria-eleacutereacutesnek (DMA Direct Memory Access)
- Az oacuterajel alapjaacuten szinkronizaacutelja a toumlbbi egyseacuteg műkoumldeacuteseacutet előaacutelliacutetja a
szuumlkseacuteges vezeacuterlőjeleket
612 Megszakiacutetaacuteskezeleacutes
A processzor megszakiacutetaacuteskezeleacutesi strateacutegiaacutejaacutet egy erre a ceacutelra elkuumlloumlniacutetett memoacuteria teruumllet az
uacutegynevezett veremtaacuter (Stack) eacutes a veremmutatoacute regiszter (Stack Pointer SP) segiacuteti (62 aacutebra)
62 aacutebra A veremkezeleacutes eacutes a veremmutatoacute regiszter
A veremmutatoacute regiszter mindig a szabad helyek szaacutemaacutet mutatja Amikor a verem uumlres a
veremmutatoacute regiszter a teljes veremkapacitaacutest mutatja Amikor megszakiacutetaacuteskeacutereacutes eacuterkezik a
processzorhoz az felfuumlggeszti az eacuteppen futoacute programot Ahhoz hogy a megszakiacutetaacutes-
kiszolgaacutelaacutes utaacuten hibaacutetlanul folytassa a programveacutegrehajtaacutest a megszakiacutetaacutes kiszolgaacutelaacutes előtt a
programhoz tartozoacute oumlsszes adatot elmenti a veremtaacuterba A veremtaacuter olyan mint egy zsaacutek az
adatok eacuterkezeacutesi sorrendben egymaacutesrapakoloacutednak Kivenni belőle csak fordiacutetott sorrendben
lehet Ezt hiacutevjuk LIFO (Last In First Out) tiacutepusuacute taacuternak Amikor egy adat bekeruumll a verembe
a veremmutatoacute dekrementaacutel (csoumlkkenti a tartalmaacutet) A művelet addig folytatoacutedik miacuteg az
oumlsszes adat a verembe keruumll Koumlzben eacuterkezhetnek uacutejabb megszakiacutetaacutesok amelyekneacutel ugyaniacutegy
jaacuter el a processzor A veremtaacuter teliacutetődeacutese kritikus Amikor az SP = 0 mutat az hibauumlzenetet
(Stack overflow) generaacutel Azt jelenti hogy a processzor nem tud toumlbb megszakiacutetaacutest
kiszolgaacutelni A megszakiacutetaacutesok kiszolgaacutelaacutesa utaacuten a processzor fordiacutetott sorrendben visszaveszi a
SP
SPadat1
1 PUSH ELOcircTT 1 PUSH UTAacuteN
SP
POP UTAacuteNciacutemcsoumlkkeneacutes
adat1
adat2SP
adat1
2 PUSH UTAacuteN
a zsaacutek alja
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
71
verembe tett adatokat A veremmutatoacute minden alkalommal inkrementaacutel (noumlveli a tartalmaacutet) A
művelet akkor zaacuterul hibaacutetlanul ha a veremtaacuterban nem marad egy adat sem
62 Mikrokontrollerek
A mikrokontroller tulajdonkeacuteppen egy tokozaton beluumll elhelyezett oumlnaacutelloacutean műkoumldni keacutepes
mikroszaacutemiacutetoacutegeacutep Feleacutepiacuteteacutese a Harvard elvű szaacutemiacutetoacutegeacutepes struktuacuteraacutet koumlveti azaz kuumlloumln
tartalmazza a programtaacuterat eacutes az adattaacuterat Főleg vezeacuterleacutesi ceacutelokra fejlesztetteacutek ki
Műveletveacutegző egyseacutege joacuteval kisebb teljesiacutetmeacutenyű mint a mikroprocesszoreacute de
perifeacuteriakezeleacutesi funkcioacutei sokkal fejlettebbek sőt speciaacutelis funkcioacutekat ellaacutetoacute aacuteramkoumlroumlkkel is
rendelkezik Fontosabb egyseacutegei
ndash Műveletveacutegző egyseacuteg
ndash Taacuteroloacute-aacuteramkoumlroumlk (programtaacuter adattaacuter)
ndash Perifeacuteria-aacuteramkoumlroumlk
ndash Időziacutető- eacutes szaacutemlaacuteloacute-aacuteramkoumlroumlk
ndash Feluumlgyeleti aacuteramkoumlroumlk (watchdog)
ndash Sorosvonali (USB) illesztő aacuteramkoumlr
621 INTEL 80C51 mikrikontroller
A koumlvetkező aacutebraacuten (63 aacutebra) egy INTEL gyaacutertmaacutenyuacute 80C51-es mikrokontroller
toumlmbvaacutezlataacutet laacutetjuk
63 aacutebra INTEL 80C51-es mikrokontroller feleacutepiacuteteacutesi vaacutezlata
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
72
A mikrokontroller kuumlloumlnboumlző egyseacutegei a siacutenrendszeren keresztuumll kapcsoloacutednak egymaacuteshoz A
koumlzponti vezeacuterlő eacutes műveletveacutegző egyseacuteg az oacuterajelvezeacuterelt CPU A siacutenhasznaacutelatot a BUS
vezeacuterlő (Bus control) menedzseli A buszhasznaacutelat strateacutegiaacuteja egyszerre egyidőben csak keacutet
egyseacuteg kapcsoloacutedhat a siacutenre Ez rendszerint a CPU eacutes a taacuter vagy valamelyik perifeacuteriaillesztő
egyseacuteg
Maacutesik fontos vezeacuterlő egyseacuteg a megszakiacutetaacutes-vezeacuterlő (Interrupt control) Feladata a kuumllvilaacuteg
felől eacuterkező megszakiacutetaacutesok prioritaacutes szerinti rendezeacutese eacutes tovaacutebbiacutetaacutesa a CPU feleacute A CPU
miutaacuten engedeacutelyezi a megszakiacutetaacutest felfuumlggeszti a programveacutegrehajtaacutest eacutes kiszolgaacutelja a
megszakiacutetaacutesi keacuterelmet majd visszateacuter a programveacutegrehajtaacutes folytataacutesaacutehoz
A programtaacuter csak olvashatoacute memoacuteria (ROM) tiacutepusuacute A bdquocsak olvashatoacuterdquo memoacuteria viszont
ebben az eacutertelemben nem azt jelenti hogy az ide egyszer beiacutert vezeacuterleacutesi program toumlbbeacute nem
moacutedosiacutethatoacute hanem azt hogy a memoacuteria megtartja a tartalmaacutet a taacuteplaacutelaacutesi feszuumlltseacuteg
megszűneacutese utaacuten is Vagyis a beiacutert program nem toumlrlődik meacuteg akkor sem ha a kontroller
hosszabb ideig kikapcsolt aacutellapotban van A 80C51-es mikrokontroller programtaacuter meacuterete
4 kbaacutejt Az operatiacutev taacuter 128 baacutejt RAM teruumlletet eacutes 128 baacutejtnyi regiszterteruumlletet jelent (64
aacutebra)
64 aacutebra A 80C51-es operatiacutev taacuterfelosztaacutesa
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
73
Eacuterdemes megjegyezni hogy a mikrokontrollerek keacutepesek bizonyos memoacuteriateruumlletet bitenkeacutet
ciacutemezni Ez igencsak leacutenyeges szempont figyelembe veacuteve azt hogy a mikrokontrollerek
nagyon sok egybites bemeneti illetve kimeneti vaacuteltozoacuteval dolgoznak iacutegy a bitműveletek
veacutegzeacuteseacutehez nem kell egy teljes baacutejtot lefoglalniuk A 20H ndash 2FH memoacuteriateruumllet bitenkeacutent
ciacutemezhető A ciacutemzeacutes keacutetfeacutelekeacuteppen toumlrteacutenhet
ndash Baacutejtciacutembitszaacutem (pl 214 a 21H baacutejt 4 bitje bitszaacutem 0-7 koumlzoumltt)
ndash Abszoluacutet ciacutemzeacutessel 00H-toacutel 7FH-ig Az oumlsszesen 128 bitnyi teruumllet (168) a legelső
baacutejt első bitjeacutevel (200 -gt00H) kezdődik majd a legutolsoacute baacutejt legnagyobb helyeacuterteacutekű
bitjeacutevel (2F7 -gt 7FH) fejeződik be
A mikrokontroller speciaacutelis funkcioacuteregiszterei a koumlvetkezők
bull A CPU regiszterei ACC B PSW SP
bull Ciacutemző regiszterek PC DPTR
bull Portok regiszterei P0 P1 P2 P3
bull Belső perifeacuteriaacutek regiszteri
ndash Időziacutetőszaacutemlaacuteloacute TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1
ndash Soros vonal SCON SBUF
ndash Megszakiacutetaacutes IP IE
Műveletveacutegzeacutes szempontjaacuteboacutel a legfontosabb regiszterek az ACC (akkumulaacutetor) eacutes a PSW
(aacutellapot) regiszter Az akkumulaacutetorban mindig a műveletveacutegzeacutes egyik operandusa foglal
helyet majd műveletveacutegzeacutes utaacuten az eredmeacutenyt taacuterolja A PSW regiszter a műveletveacutegzeacutes
aacutellapotjelzőit eacutes a BANK-ok kivaacutelasztaacutesaacutet ciacutemzik (RS0 RS1 bitek 65 aacutebra)
65 aacutebra A PSW regiszter bitjei
bull CY aacutetvitelbit CY=1 műveletveacutegzeacuteskor aacutetvitel toumlrteacutent
bull AC ndash alsoacute neacutegy bites tuacutelcsordulaacutes
bull F0 ndash a felhasznaacuteloacute aacuteltal hasznaacutelhatoacute jelzőbit
bull RS0 RS1 ndash bank kivaacutelasztaacutesaacutera szolgaacutel
bull OV - aritmetikai tuacutelcsordulaacutes
bull P - paritaacutesbit
CY AC F0 RS1 RS0 P OV -
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
74
622 PIC mikrokontroller csalaacuted
Elnevezeacutesuumlk a Programmable Integrated Circuits (programozhatoacute integraacutelt aacuteramkoumlroumlk)
roumlvidiacuteteacutesről kaptaacutek Gyaacutertoacuteja a Microchip Technology Inc amely 8 bites mikrovezeacuterlőket
gyaacutert haacuterom teljesiacutetmeacutenykategoacuteriaacuteban
ndash 12 bites utasiacutetaacutesok kis teljesiacutetmeacutenyű (Base-Line) mikrovezeacuterlők PIC10Fxxx
PIC12x5xx PIC16x5xx
ndash 14 bites utasiacutetaacutesok koumlzepes teljesiacutetmeacutenyű (Mid-Range) mikrovezeacuterlők
PIC12x6xx PIC14000 PIC16xxx
ndash 16 bites utasiacutetaacutesok nagy teljesiacutetmeacutenyű (High-End) mikrovezeacuterlők PIC17xxx
PIC18xxx
A PIC mikrovezeacuterlők a viszonylag nagy teljesiacutetmeacutenyuumlket a koumlvetkező jellemzőknek
koumlszoumlnhetik
bull RISC processzor architektuacutera kuumlloumln program eacutes adattaacuter hasznaacutelattal
bull hosszuacute (14 bites) utasiacutetaacuteskoacuted
bull egyszavas utasiacutetaacutesok
bull az utasiacutetaacutesok egyetlen belső oacuterajelciklus alatt veacutegrehajtoacutednak
bull aacutetfedeacuteses utasiacutetaacutes-veacutegrehajtaacutes
bull csoumlkkentett utasiacutetaacuteskeacuteszlet
bull kuumlloumlnleges regisztermező
A koumlvetkező aacutebraacuten a PIC mikrokontrollerek műveletveacutegzeacutesi strateacutegiaacutejaacutet laacutethatjuk
66 aacutebra A PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
75
A 66 aacutebraacuten laacutethatjuk hogy a PIC mikrokontroller műveletveacutegző egyseacutege (ALU) kiegeacuteszuumllt
egy adatszelektor bittel (d) Ha az adatszelektor bit logikai 1-es eacuterteacuteket kap akkor a
műveletveacutegzeacutes eredmeacutenye koumlzvetlenuumll a RAM memoacuteriaacuteba keruumll Nulla eacuterteacutekneacutel az eredmeacuteny
a W munkaregiszterben taacuteroloacutedik (A W munkaregiszter az akkumulaacutetor szerepeacutet toumllti be)
A RISC processzorkialakiacutetaacutesnak koumlszoumlnhetően a műveletveacutegzeacutes faacutezisainaacutel bizonyos fokuacute
paacuterhuzamosiacutetaacutes (pipeline) is tapasztalhatoacute Peacuteldaacuteul a 14 bites utasiacutetaacutesos PIC16XXX
mikrokontrollerekneacutel egy adott utasiacutetaacutes veacutegrehajtaacutesi faacutezisa alatt a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes
lehiacutevaacutesa is megtoumlrteacutenik Ez nagymeacuterteacutekben noumlveli a PIC műveletveacutegzeacutesi teljesiacutetmeacutenyeacutet Ezen
kiacutevuumll a regiszterek bitenkeacutent is ciacutemezhetőek de koumlzvetlen eacutes relatiacutev ciacutemzeacutessel is eleacuterhetőek
63 Programozhatoacute logikai vezeacuterlők
A programozhatoacute logikai vezeacuterlők (PLC) a korszerű ipari iraacutenyiacutetaacutes legfontosabb eszkoumlzei
Elnevezeacutesuumlk az angolszaacutesz Programmable Logic Controller (Programozhatoacute Logikai Ve-
zeacuterlők) elnevezeacutesből ered Szokaacutes meacuteg a neacutemet irodalom szerinti SPS (Speicher-
Programmierbar Steuerung) vagy PEAS (Programmierbar Eingang-Ausgang System)
elnevezeacutest hasznaacutelni
Az első PLC-ket a hetvenes eacutevek elejeacuten a Modicon ceacuteg fejlesztette ki az autoacuteipar (General
Motors) szaacutemaacutera Koumlzponti egyseacutegeacutet huzalozott CPU alkotta 1 kB memoacuteriaacuteval eacutes 128
kimenetibemeneti csatornaacuteval rendelkezett Az igazi fejlődeacutes a mikroprocesszorok
megjeleneacuteseacutevel indult Előbb a bitprocesszor majd keacutesőbb a 8 illetve 16 bites processzorok
alkottaacutek a koumlzponti egyseacuteget Egyre toumlbb IO csatornaacutet tudtak kezelni de noumlvekedett a
program- illetve az operatiacutev taacuter meacuterete is A nyolcvanas eacutevek koumlzepeacutetől megjelentek az olcsoacute
kompakt feleacutepiacuteteacutesű un bdquominirdquo PLC-k elsősorban nem ipari vezeacuterlőrendszerekben A
nyolcvanas eacutevek veacutegeacutetől a nagy ipari gyaacutertoacutesorok PLC-it haacuteloacutezatba kapcsoltaacutek ezaacuteltal
lehetőveacute vaacutelt ezen PLC-k integraacutelaacutesa a szaacutemiacutetoacutegeacutepes folyamatiraacutenyiacutetaacutesba megvaloacutesult a
taacutevfeluumlgyelet vagy akaacuter a taacutevoli (remote) programozaacutesi moacuted is
Kivitelezeacutesuumlk szerint a PLC-ket keacutet nagy csoportra oszthatjuk
- kompakt feleacutepiacuteteacutesű
- modulaacuteris szerkezetű
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
76
A kompakt feleacutepiacuteteacutesű PLC-ket elsősorban egyszerűbb vezeacuterleacutesi feladatok veacutegzeacuteseacutere
keacutesziacutetetteacutek Előnyuumlk a viszonylag kis meacuteret egyszerű programozaacutes Haacutetraacutenyuk hogy
bemenetikimeneti csatornaacuteik szaacutema eacutes tulajdonsaacutega adott nem moacutedosiacutethatoacute
A modulaacuteris szerkezetű PLC-k funkcionaacutelis egyseacutegei oumlnaacutelloacuteak modulok formaacutejaacuteban
kapcsolhatoacutek egymaacuteshoz iacutegy a ceacutelnak megfelelően bemenetikimeneti csatornaacuteinak szaacutema
baacutermikor moacutedosiacutethatoacute Ipari gyaacutertoacutesorok gyaacutertoacutecellaacutek ipari folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
vezeacuterleacutesi feladataira fejlesztetteacutek ki
631 A PLC-k feleacutepiacuteteacutese eacutes fontosabb egyseacutegei
A korszerű modulaacuteris feleacutepiacuteteacutesű PLC-k a hagyomaacutenyos kommunikaacutecioacutes kapcsolatokon
(RS232 USB CAN Profibus stb) kiacutevuumll Ethernet interfeacutesszel is rendelkeznek vagy
Ethernet modul illeszthető hozzaacute (67 aacutebra)
67 aacutebra Egy PLC aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese
A koumlzponti logikai egyseacuteg feladata a programtaacuterba betoumlltoumltt vezeacuterleacutesi program utasiacutetaacutesainak
valoacutes időben toumlrteacutenő veacutegrehajtaacutesa Ennek eacuterdekeacuteben a programveacutegrehajtaacutes ciklikus műkoumldeacutesű
azaz a maacutesodperc toumlredeacuteke alatt akaacuter toumlbbszoumlr is lefut a program A bemenetekre eacuterkező
aacutellapotjeleket az utasiacutetaacutesoknak megfelelően feldolgozza majd az eredmeacutenyeket a kiacutevaacutent
kimeneti csatornaacutekra iraacutenyiacutetja Ezen kiacutevuumll a CPU előaacutelliacutetja PLC belső funkcionaacutelis műkoumldeacuteseacutet
iraacutenyiacutetoacute vezeacuterlőjeleket biztosiacutetja a kuumlloumlnboumlző egyseacutegek szinkronizaacutelaacutesaacutet
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
77
A programmemoacuteria tartalmazza egyreacuteszt a PLC műkoumldeacuteseacutet biztosiacutetoacute rendszerprogramot Ez a
PLC bdquooperaacutecioacutesrdquo rendszere Ezt rendszerint a gyaacutertoacute programozza ennek moacutedosiacutetaacutesaacutera nincs
szuumlkseacuteg ezeacutert ROM vagy EPROM tiacutepusuacute csak olvashatoacute taacuterakba teszik Ugyancsak a
programmemoacuteriaacuteba keruumll a felhasznaacuteloacutei program Ennek megvaloacutesiacutetaacutesa eacuterdekeacuteben biztosiacutetani
kell a kapcsolatot a taacuter eacutes a programozoacute egyseacuteg koumlzoumltt A programozoacute egyseacuteg lehet csupaacuten
erre a ceacutelra kifejlesztett eszkoumlz (ez inkaacutebb reacutegebbi megoldaacutes) vagy PC szaacutemiacutetoacutegeacutep (laptop)
amely valamilyen interfeacuteszen keresztuumll kapcsoloacutedhat a programtaacuterhoz Betoumllteacutes eacutes teszteleacutes
utaacuten ha tovaacutebbi moacutedosiacutetaacutesokra nincs szuumlkseacuteg a programozoacute egyseacuteget el is lehet taacutevoliacutetani A
felhasznaacuteloacutei program is csak olvashatoacute memoacuteriaacuteba keruumll ez uacutejabban FlashROM vagy MMC
kaacutertya (Micro Memory Card) de keruumllhet EPROM-ba is
Az adatmemoacuteriaacuteba keruumllnek a bemeneti eacutes kimeneti csatornaacutek memoacuteria teacuterkeacutepei az utasiacutetaacutes
veacutegrehajtaacuteshoz szuumlkseacuteges eacutes a veacutegrehajtaacutes soraacuten keletkező aacutetmeneti vaacuteltozoacutek eacuterteacutekei vagy
olyan kimeneti eacuterteacutekek amelyeket a program futaacutesa soraacuten toumlbb alkalommal is hasznaacutel
A bemeneti eacutes kimeneti illesztők a PLC speciaacutelis funkcionaacutelis egyseacutegei Ezeken keresztuumll
kapcsoloacutedik a PLC a vezeacuterleacutesi elemekkel A bemeneti csatornaacutekra bemeneti elemek
nyomoacutegombok kapcsoloacutek analoacuteg eacutes digitaacutelis eacuterzeacutekelők keruumllhetnek Ezeknek a csatornaacuteknak
mindegyikeacutenek joacutel meghataacuterozott ciacutemuumlk van amely alapjaacuten a CPU azonosiacutetani tudja őket A
bemeneti csatornaacutek szaacutema (n) rendszerint nagyobb mint a kimeneti csatornaacutekeacute (m) mert egy
vezeacuterleacutes megvaloacutesiacutetaacutesaacutehoz joacuteval toumlbb bemeneti elemre van szuumlkseacuteg mint beavatkozoacutera A
kimeneti csatornaacutekra kapcsoloacutednak a kimeneti elemek vagyis a vezeacuterleacutes beavatkozoacute szervei
releacutek maacutegneskapcsoloacutek maacutegnes szelepek laacutempaacutek kijelzők stb Ezek a csatornaacutek is egyedi
joacutel meghataacuterozott ciacutemmel rendelkeznek
A jelenlegi korszerű PLC-k mindegyike rendelkezik valamilyen kommunikaacutecioacutes csatornaacuteval
is amelyen keresztuumll oumlsszekapcsolhatoacutek egymaacutessal akaacuter a terepi buszokon akaacuter ipari Ethernet
haacuteloacutezaton keresztuumll
A PLC-knek sajaacutet a vezeacuterleacutes toumlbbi reacuteszeacutetől fuumlggetlen taacutepellaacutetaacutesa van Ezt egy belső taacutepegyseacuteg
biztosiacutetja amely speciaacutelis zavarszűrő rendszerrel van ellaacutetva hogy a neacuteha meglehetősen
mostoha ipari koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt dolgozoacute CPU zavartalanul műkoumldhessen
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
78
632 Műkoumldeacutesi elv
A PLC rendszerprogramja ciklikus műkoumldeacutest biztosiacutet a felhasznaacuteloacutei program szaacutemaacutera Indiacutetaacutes
vagy RESET utaacuten a rendszerprogram beolvassa a bemeneti vaacuteltozoacutekat eacutes elindiacutetja a
főprogram utasiacutetaacutesainak szekvenciaacutelis veacutegrehajtaacutesaacutet A legtoumlbb felhasznaacuteloacutei program
strukturaacutelt szervezeacutesű vagyis a főprogramboacutel szubrutinok (taszkok) vagy fuumlggveacutenyek
hiacutevhatoacuteak Ezek hiacutevaacutesa sok esetben esemeacutenyvezeacuterelten toumlrteacutenik de lehetnek periodikusan
ismeacutetlődő idővezeacuterelt vagy prioritaacutessal ellaacutetott taszkok is Az utolsoacute utasiacutetaacutes utaacuten a
rendszerprogram az eredmeacutenyeknek megfelelően aktualizaacutelja a kimeneti csatornaacutekat eacutes
visszateacuter a főprogram elejeacutere (68 aacutebra)
68 aacutebra A felhasznaacuteloacutei program szerkezete
Az utasiacutetaacutesok szerkezeteacutet tekintve keacutet fontosabb reacuteszt kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg műveleti reacutesz
(OPKOacuteD) eacutes ciacutemreacutesz (CIacuteM)
Az OPKOacuteD leiacuterja hogy milyen jellegű műveletet kell elveacutegezni a CIacuteM pedig megmutatja
hogy hol talaacutelhatoacute az operandus akivel a műveletet el kell veacutegezni A ciacutem lehet IO ciacutem
memoacuteria ciacutem de lehet regiszter ciacuteme is Az OPKOacuteD reacuteszt minden utasiacutetaacutesnak tartalmaznia
kell A CIacuteM reacutesz hiaacutenyozhat ugyanis vannak olyan utasiacutetaacutesok amelyek nem operandusokra
vonatkoznak de vannak olyanok is amelyek kettő vagy annaacutel toumlbb ciacutemet tartalmaznak Eacuteppen
ezeacutert az utasiacutetaacutes bonyolultsaacutegaacutetoacutel fuumlggően a memoacuteriaacuteban elfoglalt helyuumlk is lehet egy vagy
OPKOacuteD CIacuteM
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
79
toumlbb baacutejt hosszuacute Peacuteldaacuteul az A103H ciacutemen leacutevő 2 baacutejt hosszuacute utasiacutetaacutes maacutesodik baacutejtja
elfoglalja az A104H memoacuteriarekeszt is iacutegy a soron koumlvetkező utasiacutetaacutes ciacuteme A105H lesz
633 A PLC-k fontosabb funkcioacutei
A programozhatoacute logikai vezeacuterlő a koumlvetkező fontosabb funkcioacutek ellaacutetaacutesaacutera keacutepes
- jel (adat) feldolgozaacutesi funkcioacute
- technoloacutegiai interfeacutesz funkcioacute az eacuterzeacutekelők kezeleacuteseacutere illetve a beavatkozoacutek
műkoumldteteacuteseacutere
- kommunikaacutecioacutes funkcioacutek (PLC-PLC PLC-szaacutemiacutetoacutegeacutep PLC-haacuteloacutezat)
- ember-geacutep (HMI) funkcioacute
- programozaacutesi teszteleacutesi dokumentaacutelaacutesi funkcioacute
- taacutepellaacutetaacutesi funkcioacute
A fejlődeacutes soraacuten a programozhatoacute logikai vezeacuterlők funkcioacutei nagymeacuterteacutekben koumlzeledtek a
szaacutemiacutetoacutegeacutepek funkcioacuteihoz Tehaacutet a PLC olyan ipari szaacutemiacutetoacutegeacutepnek tekinthető amely speciaacutelis
hardveregyseacutegei eacutes felhasznaacuteloacutei programja reacuteveacuten a technoloacutegiai folyamatok programozott
vezeacuterleacuteseacutere szabaacutelyozaacutesaacutera eacutes korszerű hierarchikus vagy osztott folyamatiraacutenyiacutetoacute rendszerek
leacutetrehozaacutesaacutera alkalmas Ezekkel a rendszerekkel a tananyag maacutesodik reacutesze foglalkozik
EFOP-351-16-2017-00017
bdquoNYE-DUAacuteL- Uacutej utakon a duaacutelis felsőoktataacutessal a Nyiacuteregyhaacutezi Egyetemen az Eacuteszakkelet-Magyarorszaacutegi teacuterseacuteg felemelkedeacuteseacuteeacutertrdquo
80
FELHASZNAacuteLT SZAKIRODALOM
[1] Dr CSAacuteKI Frigyes BARS Ruth Automatika Tankoumlnyvkiadoacute Budapest 1972
[2] A szerszaacutemgeacutepgyaacutertaacutes toumlrteacutenete wwwszerszamgepgyartashu 2006
[3] Dr BALAacuteZS Laacuteszloacute Automatika Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 2000 ISBN 963 16
1683 5
[4] HORVAacuteTH Zoltaacuten JUHAacuteSZ Roacutebert MASA Laacuteszloacute Ipari elektronika Műszaki
Koumlnyvkiadoacute 2000 ISBN 963 16 1775 0
[5] Dr AJTONYI Istvaacuten Dr GYURICZA Istvaacuten Programozhatoacute iraacutenyiacutetoacuteberendezeacutesek
haacuteloacutezatok eacutes rendszerek Műszaki Koumlnyvkiadoacute 2002 ISBN 963 16 1897 8
[6] KEacuteRI Jaacutenos Dugattyuacutes munkahengerek
httpwwwpneuplushupneumatika_oktatas_filesPneumatikus_munkahengerekpdf
[7] BAacuteNHIDI Laacuteszloacute OLAacuteH Mikloacutes GYURICZA Istvaacuten KISS Maacutetyaacutes RAacuteTKAI Laacuteszloacute
SZECSŐ Gusztaacutev Automatika meacuternoumlkoumlknek Nemzeti Tankoumlnyvkiadoacute Budapest2001
ISBN 963 19 2322 3
[8] Dr TOacuteTH Jaacutenos Automatika Terc Kft Budapest 2013 ISBN 978 963 9968 57 8
[9] KARCZUB Beacutela Pneumatikus alapkapcsolaacutesok eacutes oumlsszetett vezeacuterleacutesek keacutesziacuteteacutese NSZFI
0907-06 szakkeacutepzeacutesi koumlvetelmeacutenymodul 2008
[10] KOVAacuteCS Csongor Elektronika General Press Kiadoacute 1999 ISBN 963 9076 71 6
[11] KRAacuteMLI Gyoumlrgy Szenzorika Festo tanfolyami jegyzet 2006
[12] PSZOTA Joacutezsef Digitaacutelis aacuteramkoumlroumlk 2009
httpcentroszethutananyagdigit_aramkorok2_digitlisanalg_da_talaktkhtml