4- طراحی مدار فرمان (سایر مدارهای پایه)

در ادامه ی مطالب قبلی به معرفی چند مدار دیگر که در طراحی کاربرد بسیار زیادی دارند می پردازم.

مدار inhibition یا جلوگیری ،عمل انتقال سیگنال را با یک سوئیچ (یا ورودی ) اصلی انجام داده و در صورت وجود ورودی ثانویه، سیگنال قطع می شود.این مدار در جاهایی کاربرد دارد که قصد داریم توسط یک سوئیچ یا یک سنسور و یا حتی کلید دستی (در مواقع اضطراری) سیگنال اعمال شده به عنصر نهایی را قطع نماییم و البته ارسال سیگنال اصلی توسط سوئیچ دیگری تامین میشود. مثلا در فرمان دادن به موتور الکتریکی موجود در یک جرثقیل سقفی، می توان با قرار دادن یک سوئیچ ، با نزدیک شدن ارتفاع جسم به حد مجاز ، حرکت موتور را بوسیله ی قطع نمودن جریان الکتریکی متوقف نمود (عمل حفاظت) . یا در الکتروپنیوماتیک ، حرکت سیلندر در نقطه ای از مسیر را توسط یک limit switch ، با قطع نمودن تزریق هوا بوسیله شیر سولنوئیدی می توان متوقف نمود.(مثالهای دیگری الان به ذهنم نرسید ! )

در این مدار ورودی ها با هم مخالفت می کنند و در صورت وجود ورودی دوم یا عدم وجود ورودی اول ، سیگنالی به عنصر نهایی نخواهد رسید.

پنیوماتیک :

منطقی :

مدار implication یا الزام ، نیز مداری است که برای ارسال سیگنال به عنصر نهایی ، نیازمند عدم وجود ورودی دوم می باشد. اما در صورت موجود بودن ورودی اول دیگر ورودی دوم اهمیتی نخواهد داشت .(توجه شود که در کنتاکتورها منظور از ورودی ها ،سیگنال مربوط بوبینهای کنتاکتور می باشد.یعنی مثلابرای s1 زمانی ورودی داریم که بوبین آن برقدار شده و موجب بستن کنتاکت s1 شود و به همین شکل برای s2 اگر ورودی داشته باشیم ،کنتاکت s2 باز می شود. )

پنیوماتیک :

منطقی:

مدار زیر عمل NOR را پیاده سازی می کند و در واقع معکوس عمل OR می باشد.

پنیوماتیک :

منطقی :

همچنین مدارهای زیر عمل NAND را نشان می دهند.

پنیوماتیک :

منطقی :

مدار تایمر نیز یکی از مدارهای کاربردی در شاخه مدارهای فرمان و در پروسه کنترل می باشد که عملکرد ساده ای دارد.در این مدار هدف این است که زمان انجام یک عمل ، بوسیله قطع یا وصل نمودن سیگنال تغذیه تایمر ،به تاخیر بیافتد.

در ساخت تایمر الکتریکی از ابزارهای مختلفی می توان استفاده نمود. در شکل زیر نحوه قرار گرفتن آن در مدار، به عنوان یک سوئیچ NO نشان داده شده است. با تحریک شدن مدار تایمر و پس از گذشت زمان تعیین شده ، کنتاکتور NO مربوط به تایمر بسته شده و عنصری که قصد راه اندازی آن را داشتیم به کار می افتد.این تایمر با نام Switch-On delayed یا راه اندازی با تاخیر شناخته می شود.

در تایمر پنیوماتیکی از یک مخزن هوا به عنوان عنصر ایجاد تاخیر استفاده می شود.نحوه کار به گونه ای است که با پر شدن مخزن و پس از طی زمانی مشخص برای انجام این عمل،با رسیدن فشار خروجی به اندازه فشار ورودی ،شیر ۳ به ۲ تحریک می شود .

منطقی :

در این نوع تایمر نیز از فلیپ فلاپ ها و شمارنده ها استفاده می شود .

نوع دیگری از تایمر نیز Switch-Off delayed بوده و در صورت قطع شدن سیگنال تحریک تایمر ، پس از گذشت زمان تعیین شده در تایمر، کنتاکت NO بسته می شود.در مطالب بعدی به تناسب کاربرد هر کدان از مدارات فوق، توضیحات کامل تری در مورد آنها خواهم داد.

مدار خود نگه دار نیز مداری است که با یک بار فعال شدن آن توسط سیگنال فرمان ورودی،تولید خروجی آن دیگر نسبت به قطع سیگنال فرمان ورودی حساس نبوده و به کار خود ادامه دهد.کاربرد این مدار بسیار زیاد بوده و معمولا در پروسه های کنترلی به منظور راه اندازی اولیه از آن استفاده می شود . همچنین می توان در میان المانهای این مدار شرط هایی قرار داد تا با بر قرار شدن آنها مدار از حالت خود نگه دار، به وضعیت اولیه باز گردد.

شماتیک مدار :

در مدار فوق با تحریک کلید فشاری ،بوبین S1 خاصیت مغناطیسی پیدا کرده و کنتاکت مربوطه بسته می شود.حال جریان مورد نیاز برای این بوبین ،توسط کنتاکت خودش تامین شده و دیگر به کلید فشاری وابسته نمی باشد.

پنیوماتیک :

و البته این مدار هم هست ! (در نرم افزار شبیه ساز هر دو تست شده اند )

در مدار فوق نیز با یکبار تحریک push button ،سیگنال هوای خروجی از مدار ،تامین شده و با رها کردن دکمه نیز ادامه پیدا می کند.

منطقی :

در مدار فوق نیز با دادن یک به ورودی ،لوپ برقرار شده و به طور دائمی مقدار یک به خروجی ارسال می شود.

حافظه یا MEMORY در اینجا به معنای تشخیص وضعیت قبلی می باشد. یعنی سیستم کنترل بتواند دستوری را بر پایه شرایط قبلی عنصر نهایی ،ایجاد نموده و به آن اعمال کند.

با اعمال سیگنال به قسمت SET مقدار 1 در خروجی نگه داشته می شود و با اعمال سیگنال 1 به قسمت RESET ، مقدار صفر به خروجی رفته و مادامی که تغییری در ورودی نباشد ، به همین حالت باقی می ماند.