szerkesztette: ferenczi ildikózeus.nyf.hu/~elat/automatika_i.pdf · 2018. 10. 30. · villamos...

80
EFOP-3.5.1-16-2017-00017 „NYE-DUÁL- Új utakon a duális felsőoktatással a Nyíregyházi Egyetemen, az Északkelet-Magyarországi térség felemelkedéséért” 1 Automatizálási alapismeretek I. rész Vezérléstechnika Szerkesztette: Ferenczi Ildikó A tananyag elkészítését a „NYE-DUÁL- Új utakon a duális felsőoktatással a Nyíregyházi Egyetemen, az Északkelet-Magyarországi térség felemelkedéséért” az EFOP-3.5.1-16-2017-00017 számú projekt támogatta. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

Upload: others

Post on 08-Mar-2021

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 2: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 3: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 4: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 5: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 6: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 7: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 8: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 9: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 10: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 11: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 12: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette

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

Page 13: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 14: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 15: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 16: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 17: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 18: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 19: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 20: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 21: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 22: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 23: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 24: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 25: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 26: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 27: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 28: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 29: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 30: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 31: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 32: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 33: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 34: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 35: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 36: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 37: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 38: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 39: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 40: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 41: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 42: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 43: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 44: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 45: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 46: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 47: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 48: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 49: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 50: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 51: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 52: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 53: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 54: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 55: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 56: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 57: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 58: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 59: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 60: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 61: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 62: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 63: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 64: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 65: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 66: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 67: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 68: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 69: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 70: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 71: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 72: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 73: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 74: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 75: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 76: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 77: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 78: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 79: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette
Page 80: Szerkesztette: Ferenczi Ildikózeus.nyf.hu/~elat/Automatika_I.pdf · 2018. 10. 30. · Villamos motorok.....30 3.7.1. Háromfázisú aszinkronmotorok ... Villamos motor működtette