Unit 7 Discrete Controllers (Đơn vị điều khiển rời rạc) Sections: 1. Discrete Process Control (Điều khiển quá trình rời rạc) 2. Ladder Logic Diagrams (Bảng điều khiển hình thang) 3. Programmable Logic Controllers (PLC) 4. Personal Computers Using Soft Logic (Sử dụng máy tính)
Discrete Process Control (Điều khiển quá trình rời rạc) Control systems that operate on parameters and variables that change at discrete moments in time or at discrete events, usually binary (0 or 1, off or on, open or closed, etc.) Điều khiển các hoạt động của hệ thống tại các thời điểm rời rạc thông qua các tham số và các biến nhị phân. Các hoạt động cũng được kí hiệu theo hệ nhị phân (0,1, đóng, mở, tắt, bật …) Sensors Limit switch Contact/no contact Photo-detector On/off (Cảm biến quang) Timer On/off (Bộ đếm thời gian) Actuators Motor On/off (Động cơ, bật tắt) Valve Open/closed (Van Đóng cắt) Clutch Engaged/not engaged (kẹp, không)
Categories of Discrete Control Logic control – event-driven changes (Điều khiển logic, chỉ thay đổi theo các sự kiện, thực hiện tức thời) Sequencing – time-driven changes (Điều khiển quá trình, có sự thay đổi theo thời gian) Logic Control - a switching system whose output at any moment is determined exclusively by the values of inputs Hệ thống chuyển đổi trạng thái, trong đó đầu ra tại bất kì thời điểm nào thì được thay đổi dựa vào giá trị đầu vào No memory (Không cần bộ nhớ) No operating characteristics that depend on time (Không có sự phụ thuộc vào thời gian) Also called combinational logic control (Điều khiển logic tổ hợp)
Elements of Logic Control (Các thành phần của điều khiển logic) Logic gates (cổng logic): AND – output = 1 if all inputs = 1, zero otherwise OR – output = 1 if any input = 1, zero otherwise NOT – output = 1 if (single) input = 0, and vice versa NAND – combination of AND and NOT NOR – combination of OR and NOT
Boolean Algebra & Truth Tables Đại số Boolean và Bảng chân lí AND function is expressed as Y = X1.X2 OR function is expressed as Y = X1+X2 NOT function is expressed as Y=X1
Example Write the Boolean logic expression for the pushbutton switch system below using the following symbols: X1 = START, X2 = STOP, Y1 = MOTOR, and Y2 = POWER TO MOTOR.‑ ‑ X2 Y2 Y1 X1
Sequencing (Quá trình) A switching system that uses internal timing devices to determine when to initiate changes in output variables Hệ này sử dụng các thiết bị đếm thời gian để khởi tạo các thay đổi với các biến đầu ra. Outputs are usually generated “open loop”- Các đầu ra thông thường là các vòng hở, không cần tín hiệu phản hồi để thực hiện việc điều khiển. No feedback that control function is executed Sequence of output signals is usually cyclical, as in a high production work cycle. Các tín hiệu đầu ra thông thường theo các chu kì và thường áp dụng trong các vòng lặp với quá trình sản xuất có sản lượng cao The signals occur in the same repeated pattern within each regular cycle Common sequencing devices: Timer – output switches on/off at preset times- Timer, bộ đếm thời gian Counter – counts electrical pulses and stores them- Counter, bộ đếm
Ladder Logic Diagrams (bảng logic hình thang) A diagram where logic elements are displayed along horizontal rungs 1. Contacts - logical inputs- tín hiệu đầu vào (usually), e.g., limit switches, photo-detector 2. Loads - outputs, e.g., motors, lights, alarms, solenoids 3. Timers - to specify length of delay 4. Counters - to count pulses received
Example Construct the ladder logic diagrams for (a) the NAND gate and (b) the NOR gate. Solution: X1 X2 C (a) NAND C Y If X1 or X2 remain open then C coil is unexcited and C contact remains closed, therefore Y is on. If X1 and X2 are closed then C coil is excited and C contact is opened and Y is off
Solution C X1 (b) NOR X2 Y C If X1 and X2 remain open then C coil is unexcited and C contact remains closed, therefore Y is on. If X1 or X2 are closed then C coil is excited and C contact is opened and Y is off
Exercise The production process may only be performed when the operator activates two spring activated safety switches. The switches have to be depressed and held closed together by the operator using both hands. (a) What is the truth table? (b) What is the Boolean logic expression? (c) What is the logic network diagram (in ISO symbol terminology)? (d) What is the ladder logic diagram? Assume X1 and X2 are the first and second switches and Y is the output
(a) Truth table for the operation is as follows: Where X1 is first switch, and X2 is second switch, and Y is the output of switch activation. Inputs Output X1 X2 Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 Solution 1 1 1 (b) Boolean logic expression for this operation corresponds to the AND logic gate, thus: Y = X1 . X2 (c) The logic network diagram for the operation (in ISO symbol terminology) is as follows: X1 & Y X2 (d) The ladder logic diagram for the system: X1 X2 Y
Programmable Logic Controller (PLC) A microcomputer-based controller that uses stored instructions in programmable memory to implement logic, sequencing, timing, counting, and arithmetic functions through digital or analog modules, for controlling machines and processes
Showing the first 20 pages. Download the document to see it all.
No comments yet. Be the first!
Comments (0)
No comments yet. Be the first!