Релейная логика

В предыдущей статье мы выяснили, что же такое электромагнитное реле и как оно работает. Рекомендуем с ней ознакомиться, чтобы всё, что написано дальше, было понятно.

Настало время разобраться, как реле применяется в реальных системах автоматики. Вы, наверное, знаете, что в недалёком прошлом, когда программируемые контроллеры еще не изобрели, все системы управления были построены на реле. Такие системы представляли собой огромные шкафы, набитые проводами и релейными модулями.

 схемы релейной логики

Но и в современной автоматике релейная логика не утратила своей популярности. Во-первых, «железные» релейные схемы надёжнее «софтовых» контроллеров, которые могут глючить и зависать, — поэтому самые важные и ответственные узлы автоматики по-прежнему дублируют релейной логикой. Во-вторых, понимание релейной логики – ключ к умению программировать контроллеры. Да, да! Вы не ослышались! Дело в том, что в те времена, когда промышленные контроллеры только появились, специалистов по их программированию было не так много. Инженеры-автоматчики кроме релейных шкафов ничего в своей жизни не видели. Для того чтобы им легче было освоить программирование придумали специальный язык. Он называется Ladded Diagram (LAD) и представляет собой всё те же релейные цепи, выполненные в графическом виде на компьютере.

Для того чтобы посмотреть релейную логику в действии, приведём простой, но в то же время близкий к реальной задаче, пример.

Допустим нам необходимо дополнить токарный станок системой безопасности. Наша система должна удовлетворять следующим условиям:

  • Когда оператор нажимает кнопку «Пуск» двигатель станка начнёт вращаться, только если заготовка установлена и закрыта защитная крышка. При этом загорается зелёная лампа.
  • Кнопка «Стоп» имеет приоритет. Это значит, что при её нажатии станок должен остановиться, даже если при этом нажата кнопка «Пуск». При остановленном станке горит красная лампа.
  • Если в момент нажатия оператором кнопки «Пуск» защитная крышка открыта или отсутствует заготовка, привод станка запуститься не должен, вместо этого должна загореться лампа «Ошибка»

Посмотрим, как можно реализовать заданные условия, пользуясь релейной логикой.

Релейная логика

Коротко «пройдёмся» по всем элементам схемы.

  • Сигнал «заготовка установлена». Это контакт (концевик) перекидного типа, находящийся внутри станка. Выглядит это вот так: перекидной .  Он меняет своё состояние, когда заготовка установлена на станок. На схеме этот сигнал в одном случае показан как нормально открытый (НО) контакт, а в другом случае как нормально закрытый (НЗ). Нормально открытый замкнётся, когда заготовку установят. А нормально закрытый наоборот – разомкнётся. Поэтому нормально закрытый контакт – это логическое отрицание. Его можно читать так «Заготовка НЕ установлена».
  • Сигнал «крышка закрыта». Тут всё аналогично предыдущему сигналу. Когда защитная крышка закрыта, НО контакт замкнётся, а НЗ разомкнётся.
  • Кнопка «Пуск». НО контакт – замыкается при нажатии.
  • Кнопка «Стоп». НЗ контакт. Когда кнопка не нажата, контакт замкнут, а при нажатии размыкается и рвёт цепь. Это нужно, чтобы обеспечить приоритет этой кнопки.

А теперь последовательно пройдёмся по всем цепям, «сверху вниз» и «прочитаем» их, учитывая, что последовательное соединение элементов означает логическое «И», а параллельное ответвление цепи логическое «ИЛИ». Непонятно? На самом деле тут всё очень просто! Для того, чтобы цепь «отработала», через неё должен пройти электрический ток, т.е. она должна оказаться замкнута. Для этого должны быть замкнуты ВСЕ последовательные элементы – поэтому логическое «И». А вот параллельные ответвления цепи – это варианты путей, через которые может пройти ток – поэтому это логическое «ИЛИ». Сейчас станет совсем понятно! Итак, «читаем» цепи.

  1. Если «Заготовка установлена» И «Крышка закрыта» И кнопка «Пуск» нажата И кнопка «Стоп» НЕ нажата, то управляющее напряжение придёт на катушку К1 (при этом сменят состояние все её контакты).
  2. Если контакт К1.1 замкнут (т.е. сработало реле К1), то загорится лампа «Станок работает», запустится привод станка и сработает реле К2.
  3. Если «заготовка НЕ установлена» ИЛИ «крышка НЕ закрыта» И нажата кнопка «Пуск», то загорится лампа «Ошибка».
  4. Если К2.1 замкнут (т.е. катушка К2 не сработала), то загорится лампа «Станок остановлен».

Что же получается в итоге? Когда закрыта крышка и установлена заготовка, оператор может нажать кнопку «Пуск». При этом, если кнопка «Стоп» не нажата включится двигатель станка, загорится лампа «Станок работает» и сработает реле К2, которое потушит лампу «Станок остановлен». Если одно из условий на запуск не выполнено, когда нажата кнопка «Пуск», загорится лампа «Ошибка». А если во время работы станка нажать кнопку «Стоп» — она разорвет цепь запуска двигателя, станок остановится и загорится лампа «Станок остановлен».

Наша схема удовлетворяет всем условиям задачи. Конечно, то же самое можно было реализовать, используя контроллер, подав ему на входы сигналы от кнопок, контактов двери и заготовки, а на выходы подключить лампы и двигатель станка. О том, как работает контроллер, можно прочитать в этой статье, а о том, как его запрограммировать мы расскажем в одной из следующих публикаций. До новых встреч на LAZY SMART.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *