Btx2 Automatismes Teoria

Tecnologia Industrial II
SISTEMES DE CONTROL

Tecnologia Industrial 2: SSSSISTEMES DEISTEMES DEISTEMES DEISTEMES DE CCCCONTROLONTROLONTROLONTROL BTX2 Automatismes Classe Teoria.doc Pag. 2 de 28
INTRODUCCIÓ
AUTOMATITZAR: Reduir al mínim la participació humana en l’accionament de màquines o el
control de processos.
→TECNOLOGIA DE CONTROL

SISTEMES MECÀNICS
Prehistòria: Trampes de caça, Pedra calent (escalfar aigua)...
Grècia: Clepsidra
Segle XV: Màquines de Leonardo → androids.
Segle XVII: Ànec de Vaucanson → autòmates.

CONTROL AUTOMÀTIC - REGULACIÓ - CÀLCUL
1623. Màquina calculadora (Schickard).
1788. Regulador centrífug de boles (Watt).

1801. Teler programable (Jacquard) → programació.
1890. Cens USA amb targetes perforades (Hollerith) → informàtica.
1880 1890
Població 50·106
62·106
Temps 7 anys 4 setm.
Personal 500 pers. 43 maq.

SEGLE XX. ELECTRICITAT, ELECTRÒNICA.
1894. Relé electromagnètic (Morse / Fardeley).
1939. Calculadora basada en el sistema binari (Atanassoff & Berry).
1941. Ordinador electromecànic (Konrad Zuse).
1942. Electronic Numeric Integrator And Computer. Ordinador de vàlvules (USA).

1948. Transistor (Laboratoris Bell).
1958. Xip (Texas instruments).
Anys 70. Microprocessadors.
PLC (programmable logic controller) → control programat.
Robòtica (mecànica, sensors, electricitat...).
CIM.
GPS / Galileo.
Intel·ligència artificial.
Codis de barres, bidi, QC.
Nanotecnologia...

SISTEMES DE CONTROL
Conjunt d’elements que actuen coordinadament per aconseguir una acció de govern
dins d’un procés manipulant les variables que intervenen.
• Control manual.
• Control automàtic.

SISTEMA DE CONTROL AUTOMÀTIC
Obj.: Reduïr al mínim la intervenció humana.

TECNOLOGIA
CABLADA PROGRAMABLE
• Molt usada a l’indústria.
• Poc flexible (modificacions).
• Voluminosa
• No operacions complexes.
• Difícil trobar avaries.
SENYAL
ANALÒGIC DIGITAL HÍBRID
Continu dins d’un rang.
Representa magnituds físiques.
Senyal proporcional a la
magnitud mesurada.
Tot /res.
Àlgebra de Boole

SISTEMES DE LLAÇ OBERT / TANCAT
LLAÇ OBERT LLAÇ TANCAT
Un cop activat, es fa el procés durant un temps
predeterminat independent del resultat.
Un cop activat, es fa el procés, analitza el
resultat i manté el procés actiu fins arribar al
valor de consigna

FUNCIÓ DE TRANSFERÈNCIA
Qualsevol SdC es pot descomposar en blocs senzills amb una funció de transferència.
FdT: Expressió matemàtica que relaciona les variables d’entrada i sortida d’un bloc.
S(t) = E(t)·G(s) → G(s) = S(t)/E(t)

ELEMENTS D’UN SDC
DISPOSITIUS D’ENTRADA
D’ORDRES
UNITAT DE
CONTROL
DISPOSITIUS DE SORTIDA
D’INFORMACIÓ
• Binaris
• Numèrics
• Alfanumèrics
• Binaris
• Numèrics
• Alfanumérics
DISPOSITIUS D’ENTRADA
D’INFORMACIÓ
ACTUADORS I
PREACTUADORS
• Sensors (transductors).

CONTROLADOR. Responsable d’elaborar el senyal corrector per arribar al valor de consigna.
Accions bàsiques de control:
Proporcional (P).
Integral (I)
Derivatiu (D)

TRANSDUCTOR. Dispositiu que transforma una magnitud física en una altra (senyal).
MAGNITUD TRANSDUCTOR CARACTERÍSTICA
Posició
Final de cursa Tot / res
Microruptor Tot / res
Proximitat
Inductiu Tot / res
Capacitiu Tot / res
Òptic Tot / res
Magnètic Tot / res
Desplaçament linial
o deformacions
Potenciòmetre lineal Analògic
Làser Analògic
Ultrasons Analògic
Galgues extensiomètriques Analògic
Desplaçament angular
Potenciòmetres circular Analògic
Codificadors Digital
Velocitat lineal
Codif. incremental Digital
Dinamo tacomètrica Analògic
Temperatura
Termòstat Analògic
Termoparell Analògic
Pressió
Pressòstat Tot / res
Membrana + detector desplaçament Analògic
Piezoelèctric Analògic

SISTEMES DE NUMERACIÓ
Conjunt de símbols i regles emprats per representar dades numèriques o quantitats.
Un sistema es caracteritza per la seva base (conjunt de símbols)
SISTEMA DECIMAL (10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
SISTEMA BINARI (2 0 1
SISTEMA OCTAL (8 0 1 2 3 4 5 6 7
SISTEMA HEXADECIMAL (16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A B C D E F
Codi BCD (decimal codificat en binari)

DECIMAL BINARI OCTAL HEXADECIMAL
101
100
23
22
21
20
81
80
161
160
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 1 0 1 0 1
0 2 0 0 1 0 0 2 0 2
0 3 0 0 1 1 0 3 0 3
0 4 0 1 0 0 0 4 0 4
0 5 0 1 0 1 0 5 0 5
0 6 0 1 1 0 0 6 0 6
0 7 0 1 1 1 0 7 0 7
0 8 1 0 0 0 1 0 0 8
0 9 1 0 0 1 1 1 0 9
1 0 1 0 1 0 1 2 0 A
1 1 1 0 1 1 1 3 0 B
1 2 1 1 0 0 1 4 0 C
1 3 1 1 0 1 1 5 0 D
1 4 1 1 1 0 1 6 0 E
1 5 1 1 1 1 1 7 0 F

Només hi ha 10 tipus de persones:Només hi ha 10 tipus de persones:Només hi ha 10 tipus de persones:Només hi ha 10 tipus de persones: LLLLeseseses que saben binari ique saben binari ique saben binari ique saben binari i lllleseseses que no.que no.que no.que no.
Conversió DECIMAL BINARI Conversió BINARI DECIMAL
53 2
1 26 2
0 13 2
1 6 2
0 3 2
1 1
53 1 1 0 1 0 1
1 0 0 1 1 =24
·1+23
·0+22
·0+21
·1+20
·1= 19
1 0 0 1 1 19
SUMA: RESTA: PRODUCTE:
0+0=0
0+1=1
1+0=1
1+1=0 (amb 1 de ròssec)
0-0=0
0-1=1 (amb 1 de prèstec)
1-0=1
1-1=0
0·0=0
0·1=0
1·0=0
1·1=1

ÀLGEBRA DE BOOLE
SUMA PRODUCTE
IDEMPOTÈNCIA a + a = a a · a = a
ELEMENT NEUTRE a + 0 = a a · 1 = a
COMMUTATIVA a+b = b+a a·b=b·a
ASSOCIATIVA a + (b + c) = (a + b) + c a • (b • c) = (a • b) • c
DISTRIBUTIVA
a + (b • c) = (a + b) • (a + c) a • (b + c) = a • b + a • c
a + a’ = 1 a · a’ = 0
a + 1 = 1 a · 0 = 0
LLEI D’ABSORCIÓ a + a • b = a a • (a + b) = a
LLEIS DE MORGAN
(a + b)’ = a’ · b’ (a · b)’ = a’ + b’
a + a’b = a + b
a’ · (a + b’) = a’b’
ab + ab’ = a
(a’ + b’) · (a’ + b) = a’

PORTES LÒGIQUES
Operacions lògiques: es materialitzen en portes lògiques.
Funcions lògiques: es materialitzen en circuits lògics.
Funció Operació Simbol
DIN
Simbol
ASA
Taula de
veritat
Suma lògica
OR
a+b >=1
a b S
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Producte lògic
AND
a*b &
a b S
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Negació
NOT
a’ 1
a S
0 1
1 0

Suma negada
NOR
(a+b)’ >=1
a b S
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Producte negat
NAND
(a*b)’ &
a b S
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Or exclusiva
EXOR
a’b+ab’ =1
a b S
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Nor exclusiva
EXNOR
ab+a’b’ =1
a b S
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1

EQUIVALÈNCIA DE PORTES LÒGIQUES EN CIRCUITS DE COMMUTACIÓ

OBTENCIÓ DE LA FL A PARTIR DE LA TAULA DE VERITAT
Minterms: addició de productes
Maxterms: producte de sumes
a b c S minterms maxterms
0 0 0 0 a+b+c
0 0 1 1 a’b’c
0 1 0 0 a+b’+c
0 1 1 0 a+b’+c’
1 0 0 1 ab’c’
1 0 1 0 a’+b+c’
1 1 0 1 abc’
1 1 1 0 a’+b’+c’
Minterms: S= a’b’c+ab’c’+abc’
Maxterms: S=(a+b+c)(a+b’+c)(a+b’+c’)(a’+b+c’)(a’+b’+c’)

SIMPLIFICACIÓ DE FLS
Hi ha tres mètodes:
• Mètode algebraic. Amb les propietats de l’àlgebra de Boole.
• Mapes de Karnaugh. Per quantitats reduïdes de variables. Visual.
• Mètodes numèrics. Per quantitats grans de variables.
MAPES DE KARNAUGH
1. Escriure l’expressió canònica de minterms amb tots els termes i variables
2. Fer una taula amb dues entrades (de cada fila/columna a l’adjacent només pot variar un
dígit). Es considera la taula com un cilindre.
3. Fer grups de uns de 2, 4, 8…(potències de 2) caselles.
4. De cada grup, extreure l’expressió lógica i sumar-les.

CIRCUIT LÒGIC1
Un circuit lògic és aquell que treballa amb informació en forma de “1” i “0”, dos nivells de
voltatge fixes. “1”, nivel alt o high i “0” nivel baix o low. Pot ser qualsevol circuit que es
comporti d’acord a un conjunt de regles lògiques.
Els CL formen la base de qualsevol dispositiu on s’hagin de seleccionar o combinar senyals
de manera controlada (transmissions, ordinadors, telefonía…)
1 http://blogpumaagl.blogspot.com/2010/10/circuitos-logicos.html

CIRCUIT LÒGIC COMBINACINAL
Un CL combinacional es un arreglo de compuertas lógicas con un conjunto de entradas y
salidas. En cualquier momento, los valores binarios de las salidas son una combinación
binaria de las entradas. Los circuitos combinatorios se emplean en las computadoras
digitales para generar decisiones de control binarias y para proporcionar los componentes
digitales requeridos para el procesamiento de datos.
• n variables de entrada
• m variables de salida
El diseño de un circuito combinatorio parte del planteamiento verbal del problema y
termina con un diagrama lógico.
• Circuits de comunicació.
o Codificadors (conversió a binari).
o Decodificador (converteix info binària a altres tipus)
o Multiplexors i desmultiplexors
• Circuits aritmètics
o Comparadors (entrada: a i b, sortida: a<b, a>b o a=b)
o Sumador binari
o Restador binari
o UAL (unitat aritmético-lògica)

CIRCUIT LÒGIC SEQÜENCIAL
A diferencia de los circuitos combinacionales, en los circuitos secuenciales se guarda
memoria de estado. Las salidas no dependen tan solo del valor de las entradas en un
instante dado, sino que también están determinadas por el estado almacenado en el circuito.
Dicho de otra forma, un circuito secuencial tiene memoria. En los circuitos secuenciales se
distinguirá entre circuitos secuenciales asíncronos y síncronos.
• Biestables (CS capaços d’emmagatzemar 1 bit).
• Comptadors (CS on la sortida indica el nombre d’impulsos de les entrades)
CIRCUITS LÒGICS PROGRAMABLES
Un CLP es una máquina electrónica la cual es capaz de controlar máquinas e incluso
procesos a través de entradas y salidas. Las entradas y las salidas pueden ser tanto analógicas
como digitales.
Las formas como los CLP intercambian datos con otros dispositivos son muy variadas.
Típicamente un CLP puede tener integrado puertos de comunicaciones seriales que pueden
cumplir con distintos estándares de acuerdo al fabricante.

Btx2 Automatismes Teoria

Recommended

Recommended

More Related Content

More from Departament d'Educació - Generalitat de Catalunya

More from Departament d'Educació - Generalitat de Catalunya (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (11)

Btx2 Automatismes Teoria