3. Програма роботи

1 .Ознайомитися з конструктивним виконанням і електричними схемами логічних елементів і інтегральних мікросхем.

2.Провести дослідження простих логічних елементів, які реалізують операції АБО, І та НІ.

3.Зібрати і випробувати схеми, що реалізують функції АБО, І та НІ на базі логічних елементів АБО-НІ.

4. Провести синтез системи автоматичного керування рівнем води у каналі, реалізувати логічну частину системи з інтегральних мікросхем і випробувати її.

4. Опис лабораторної установки

На лабораторному стенді для дослідження логічних елементів і зборки логічної частини системи автоматичного керування розміщені такі пристрої та елементи: блок живлення логічних елементів БЖ з двома незалежними джерелами вхідних сигналів (рис. 9.10,а), логічні елементи АБО, І та НІ, схеми яких представлені на рис. 9.1; три елементи АБО-НІ з виводами на комутаційне поле, дві інтегральні мікросхеми К511ЛА1, К511ЛА2 (рис. 9.10,б) і два іміттерні повторювачі, що використовуються як вихідні елементи логічної схеми керування (рис. 9.10,в).

Рис.9.10. Схема лабораторного стенда для випробування логічних елементів: а - блок живлення; б - інтегральні схеми; в - еміттерний повторювач.

Для вимірювання вихідних напруг логічних елементів користуються переносним вольтметром.

Резистори R1 i R2 в колах джерел вхідних сигналів імітують внутрішній опір давачів і забезпечують нерозривність кіл при вимиканні вимикачів SВ1 і SВ2. Для зручності збирання схем напруги блока живлення і напруги, які подаються на логічні елементи, мають однакові позначення.

5. Порядок виконання роботи

1. Ознайомитись з будовою і вивчити принципи дії логічних елементів і інтегральних мікросхем, що представлені на лабораторному стенді.

2. Щоб випробувати логічний елемент АБО (рис. 9.1,а), треба подавати вимикачами SA1 і SА2 на його входи різні комбінації напруг (вхідних сигналів) і за вольтметром, який підключають до виходу елемента, визначати значення логічної функції. Аналогічним чином проводять випробовування елементів І та НІ ( рис. 9.1,б і 9.1,в), спочатку підключивши їх до блоку живлення БЖ. Результати випробовувань заносять до табл.9.4.

Таблиця 9.4

У=F(х1,х2)		Функція
		АБО	І	НІ
набір вхідних сигналів	х1 х2	0 1 0 1 0 0 1 1	0 1 0 1 0 0 1 1	0 1
Значення функції у

3. Випробовування схем, які реалізують з елементів АБО-НІ логічні функції НІ, АБО та І, проводять у такій послідовності. Спочатку подають напруги на три елементи АБО-НІ (рис.9.2). Потім по черзі збирають схеми НІ, АБО та І, як показано на рис.9.3, і визначають відповідність між наборами комбінацій вхідних величин (сигналів) і значеннями функцій. Результати випробовувань заносять до табл.9.5.

Таблиця 9.5

У=F(х1,х2)		Функція
		АБО-НІ	НІ	АБО	І
Набір вхідних сигналів	x1 х2	0 1 0 1	0 1	0 1 0 1	0 1 0 1
		0 0 1 1		0 0 1 1	0 0 1 1
Значення функції

4. Синтез керуючої частини системи автоматичного регулювання рівня води в каналі зводиться до складання логічної функції, яка задовольняє технологічні вимоги роботи системи. Щоб наочно зобразити ці вимоги, на рис. 9.8 показана принципова схема автоматичного регулювання, яка виконана з релейно-контактних елементів.

Рис.9.8. Принципова схема керуючої частини системи автоматичного регулювання рівня води в каналі.

Схема діє так. При зниженні рівня води у нижньому б'єфі каналу відносно заданого значення замикаючий контакт SL1 вихідного реле регулятора рівня замикає коло котушки КМ1 магнітного пускача, який вмикає електричний двигун на піднімання щитового затвора. Внаслідок цього рівень води почне підніматися і коли він досягне майже попереднього значення, контакт SL1 розімкнеться і піднімання затвора припиниться. Розмикаючий контакт шляхового вимикача SQ1 відключає двигун у крайньому верхньому положенні затвора. Блок-контакти КМ1 і КМ2 магнітного пускача виключають одночасне ввімкнення двигуна на піднімання і опускання затвора.

При підвищенні рівня води вище заданого значення замикається контакт SL2 вихідного реле регулятора і котушка КМ2 спричиняє включення двигуна на опускання затвора. Це викличе зниження рівня і коли він знову досягне значення близького до попереднього, контакт SL2 розімкнеться, що спричинить зупинку двигуна. Отже, система має два виконавчі елементи, стан кожного з них залежить від трьох змінних. Враховуючи ці умови, можна скласти дві логічні функції і на їх підставі структурну схему керування з безконтактних логічних елементів.

Синтезовану схему керування реалізують з інтегральних мікросхем, які розташовані на лабораторному стенді. Схема К511ЛА1 складається з чотирьох елементів І-НІ з подвійним входом, а схема К511ЛА2 - з трьох елементів І-НІ з потрійним входом. Спільні виводи у цих схемах з'єднані. Напруга живлення 15В подається на клему 14. Стан контактів SL1 і SL2 імітують сигналами x₁ і х₂ джерела живлення БЖ, а контактів КМ1 і КМ2 – вихідними напругами відповідних еміттерних повторювачів, які замінюють реверсивний магнітний пускач.

При випробувані складеної схеми керування до виходів відповідних елементів (емітерних повторювачів) підключають вольтметри і за ними визначають чи відповідає робота безконтактної схеми заданим умовам. Результати випробувань записують у вигляді значень логічної функції для різної комбінації вхідних сигналів.