A 3. fejezet („Ki- és bemeneti jelek, I/O modulok") gyakorlatainak részletes megoldásai és a tudáspróba megoldókulcsa. Előbb dolgozd ki magad, csak utána ellenőrizz!
Gyakorlatok — megoldások
3.1. feladat — Bemenettípus-számítás
Megoldás
- A Type 3 bemenetnél a „0” tartomány −3 … +11 V, az „1” tartomány 11 … 30 V. A 9 V tehát még a „0” állapot garantált tartományába esik.
- Emelkedés közben a 11 V az a pont, amelytől a bemenet garantáltan „1” állapotú. 9 és 11 V között a jel a „0” tartomány felső részén halad — de a határ közelében a zaj, a tűrések és a hőmérsékletfüggés miatt az állapot bizonytalanná válhat.
- Egy olyan érzékelő, amelynek kimenete terheléskor 10 V-ra esik, éppen ebbe a bizonytalan sávba kerül: a bemenet hol „0”-nak, hol „1”-nek látja. Ez a legrosszabb hibafajta — időnként működik. Terhelés alatti kimeneti feszültséget mindig az adatlapból (vagy méréssel) kell ellenőrizni.
⚠ Gyakori hiba: a Type 1 határértékének (15 V) használata Type 3-nál. A három típus különböző határokkal dolgozik; a feladat mindig megmondja, melyikről van szó.
3.2. feladat — Áramjel és feszültségjel
Megoldás
A leképezés lineáris: 0 bar → 4 mA, 16 bar → 20 mA, tehát 1 bar = 1 mA.
- 8 bar → 12 mA. (4 mA + 8 × 1 mA/bar)
- 12 mA → 8 bar. A két kérdés egymás fordítottja — jó önellenőrzés: ha nem ugyanazt a pontot kapod, elszámoltad valamelyiket.
- A 0 mA hibát jelent, nem nulla nyomást: szakadt vezeték, tápvesztés vagy meghibásodott távadó. Teendő: a jelet hibaként kell kezelni (a program ne 0 bar-ként dolgozza fel), és a hurkot meg kell vizsgálni. Ez az élő nulla haszna.
- 0–10 V-os kimenetnél a 0 V érvényes mérési érték (a tartomány alja), ezért nem különböztethető meg a szakadástól. A feszültségjel tehát ugyanezt a diagnosztikát nem teszi lehetővé — ez az áramhurok egyik fő előnye.
3.3. feladat — Bekötés tervezése
Megoldás
| Eszköz | Kategória | Vezetékszám | A bekötés lényege |
|---|---|---|---|
| Start nyomógomb | DI | 2 | záró érintkező, a bemenet +24 V-ot kap megnyomáskor |
| Stop nyomógomb | DI | 2 | bontó érintkező: nyugalmi állapotban vezet, a program ezért záró kontaktussal dolgozik (13.7) |
| PNP közelítésérzékelő | DI | 3 | +24 V, 0 V és jelvezeték; aktív állapotban +24 V-ot ad a bemenetre |
| Pt1000, 3 m kábel | RTD | 2 (vagy 3) | ellenállás-hőmérő bemenetre; 3 m-nél a kétvezetékes bekötés vezetékellenállása még kicsi a Pt1000 1000 Ω-os alapértékéhez képest |
| Mágneskapcsoló (24 V DC tekercs) | DO | 2 | a kimenet a tekercset kapcsolja; induktív terhelés, ezért a tekercshez szabadonfutó dióda való |
| Jelzőlámpa | DO | 2 | 24 V-os lámpa a kimenet és a 0 V közé |
Összesen: 3 digitális bemenet (start, stop, érzékelő) és 2 digitális kimenet (mágneskapcsoló, lámpa), valamint 1 RTD-csatorna.
⚠ Gyakori hiba: a PNP érzékelőt kétvezetékesnek venni. A háromvezetékes érzékelőnek saját tápellátása van — ez a szokásos ipari kivitel.
Tudáspróba — megoldókulcs
| # | Válasz | Indoklás | Szakasz |
|---|---|---|---|
| 1 | a | Type 1 „1” állapot 24 V DC-nél: 15 … 30 V (a 11 … 30 V a Type 2 és 3). | 3.2 |
| 2 | b | A Type 1 való elektromechanikus kapcsolóeszközökhöz (nyomógomb, végálláskapcsoló). | 3.2 |
| 3 | c | A kétvezetékes érzékelőnél a táp és a jel közös vezetéken halad, ezért kell maradék áram. | 3.3 |
| 4 | d | A PNP (sourcing) érzékelő a +24 V-ot kapcsolja a bemeneti kapocsra. | 3.3 |
| 5 | a | A tranzisztoros kimenet kikapcsolt állapotban is szivárgó áramot ad. | 3.4 |
| 6 | b | 4–20 mA-nél a 0 mA a hurokszakadás vagy tápkiesés jele — ez az „élő nulla” értelme. | 3.5 |
| 7 | c | A soros hurokban mindenhol azonos az áram, a vezetékellenállás nem torzítja a jelet. | 3.5 |
| 8 | d | Kétvezetékes RTD-nél a vezetékellenállás hozzáadódik a mért ellenálláshoz. | 3.6 |
| 9 | a | A négyvezetékes bekötés a legpontosabb: a mérőáram és a feszültségmérés külön vezetéken megy. | 3.6 |
| 10 | b | 10 V / 65 536 ≈ 0,153 mV — a 2,44 mV a 12 bites, a 0,61 mV a 14 bites eset. | 3.7 |