שני מנועים וחיגור הדדי
🎯 מטרות למידה
בסוף הפרק תוכלו:
- להסביר מהו חיגור הדדי ולמה צריך אותו.
- לממש חיגור גם בסולם וגם בחומרה, ולנמק למה צריך את שניהם.
- לחווט שני מנועים עם הגנות נפרדות ולחצן עצירה ראשי משותף.
- להבחין בין חיגור במגעי המוצאים לבין חיגור בלחצנים.
- להשתמש בביטים שנשמרים בהפסקת חשמל כדי לזכור מצב.
❓ שאלת פתיחה
שתי משאבות ממלאות את אותו מאגר מים. הקו שמזין אותן חזק מספיק רק למשאבה אחת.
איך מוודאים שהן אף פעם לא יעבדו יחד, גם אם מישהו לוחץ על שני הלחצנים באותו רגע?
ידע נדרש
- פרק 5: הפעל/הפסק עם החזקה עצמית.
- מגע עזר סגור של מגען (21-22).
ציוד וזמן
| ציוד | כמות |
|---|---|
| בקר אומרון, ספק כוח 24 וולט וכבל תכנות | 1 |
| מגען 24 וולט עם מגע עזר פתוח ומגע עזר סגור | 2 |
| ממסר תרמי | 2 |
| מנוע תלת-מופעי (או נורית במקום כל מנוע) | 2 |
| לחצן פתוח ירוק, להפעלה | 2 |
| לחצן פתוח אדום, לעצירה | 1 |
⏱️ זמן מומלץ: ארבעה שיעורים.
- מחווטים את מעגל הכוח רק כשהמפסק הראשי מנותק.
- החיגור בחומרה מחווט לפני הבדיקה עם מתח, ולא "אחר כך".
6.1 מתחילים במגענים
- לוחצים על S1. K1 נמשך ומחזיק את עצמו דרך 13-14. באותו רגע נפתח המגע הסגור 21-22 של K1 בענף של K2.
- לוחצים על S2 בזמן ש-M1 עובד. שום דבר לא קורה: הענף של K2 קטוע בגלל המגע 21-22 של K1.
- לוחצים על S0. שני הענפים נקטעים. עכשיו אפשר להפעיל כל אחד מהמנועים.
חיגור הדדי הוא מגע סגור של רכיב אחד, בטור לסליל של רכיב אחר. כשהראשון פועל, השני לא יכול לפעול. בתעשייה קוראים לזה גם Interlock.
באיור 6.1, סמנו בצבע את המסלול של הזרם כש-M1 עובד. סמנו ב-X את המגע שחוסם את הענף של K2. מה יקרה אם ההגנה התרמית F3 של מנוע 2 תפעל בזמן ש-M1 עובד?
6.2 אותה לוגיקה בסולם: תרגיל 6002
| במעגל הפיקוד | בסולם | במשוואה |
|---|---|---|
| F2 ממסר תרמי של M1 | מגע סגור 0.00 | OL1 |
| S0 עצירה ראשית | מגע סגור 0.02 בשתי השורות | STOP |
| S1 עם החזקה של K1 | 0.03 במקביל ל-100.00 | (S1 + M1) |
| K2 מגע 21-22 (חיגור) | מגע סגור 100.01 | M2 |
חיגור בתוכנה וגם בחומרה. החיגור בסולם מונע מהבקר להדליק את שני המוצאים. אבל אם מגע של K1 נרתך, או שהמגען נתקע מכנית, התוכנה לא יודעת על זה. לכן מחווטים גם את המגע 21-22 של כל מגען בטור לסליל של המגען השני, כמו באיור 6.4.
6.3 חיווט הבקר
| כתובת | תגית | רכיב | מגע בשטח | תפקיד |
|---|---|---|---|---|
| 0.00 | OL_1 | F2 (97-98) | פתוח | הגנה תרמית של M1 |
| 0.01 | OL_2 | F3 (97-98) | פתוח | הגנה תרמית של M2 |
| 0.02 | Main_Stop | S0 | פתוח | עצירה ראשית |
| 0.03 | Start_1 | S1 | פתוח | הפעלת M1 |
| 0.04 | Start_2 | S2 | פתוח | הפעלת M2 |
| 100.00 | Motor_1 | K1 | סליל | מגען M1 |
| 100.01 | Motor_2 | K2 | סליל | מגען M2 |
6.4 דוגמה פתורה: החיגור בפעולה
| רגע | מה קרה | למה |
|---|---|---|
| t1 | מנוע 1 התחיל לעבוד | לחיצה על 0.03, והמגע הסגור 100.01 מוליך כי מנוע 2 עומד |
| t2 | לחיצה על הפעלה 2, ומנוע 2 לא עובד | המגע הסגור 100.00 בשורה 1 פתוח, כי מנוע 1 עובד |
| t3 | מנוע 1 נעצר | העצירה הראשית קוטעת את שתי השורות |
| t4 | מנוע 2 התחיל לעבוד | מנוע 1 עומד, ולכן החיגור כבר לא חוסם |
לחיצה בו-זמנית. אם לוחצים על שני לחצני ההפעלה באותה סריקה, שורה 0 מתבצעת ראשונה ומדליקה את 100.00. שורה 1 כבר רואה את 100.00 דולק ונחסמת. כך הסדר של השורות קובע מי מנצח, ואף פעם לא שניהם.
6.5 תרגול
רמה 1 · בסיסי הוסיפו לסולם של תרגיל 6002 שלוש נוריות: נורית 100.02 כשמנוע 1 עובד, נורית 100.03 כשמנוע 2 עובד, ונורית 100.04 כששני המנועים עומדים.
רמה 2 · בינוני חיגור בלחצנים. משנים את הדרישה: לחיצה על הפעלה 2 בזמן שמנוע 1 עובד צריכה לעצור את מנוע 1 ולהפעיל מיד את מנוע 2, ולהפך. איזה מגע תוסיפו לכל שורה, ואיפה?
לחצן ההפעלה של המנוע השני צריך "לשבור" את ההחזקה של המנוע הראשון. חשבו על מגע סגור של 0.04 בשורה של מנוע 1.
מה יקרה אם...
- שוכחים את החיגור בסולם, אבל החיגור בחומרה מחווט. מה המפעיל יראה כשילחץ על הפעלה 2 בזמן שמנוע 1 עובד?
- החיגור קיים רק בסולם, והמגעים הראשיים של K1 נרתכו. מה יכול לקרות?
רמה 3 · מתקדם · תרגיל 6011 מנוע חד-מופעי מסתובב ימינה או שמאלה. ההגנה על המנוע ועל הקו נעשית במפסק הגנה למנוע, שמגע העזר שלו מחובר ל-0.00. הדרישה המיוחדת: אחרי הפסקת חשמל, מותר להפעיל את המנוע רק לכיוון שבו הסתובב לפני ההפסקה. אחרי לחיצה על עצירה, מותר שוב לבחור כל כיוון.
| כתובת | תגית | תפקיד | כתובת | תגית | תפקיד |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.00 | Prot | מפסק הגנה למנוע | 100.00 | Right | מגען ימינה |
| 0.02 | Stop | עצירה | 100.01 | Left | מגען שמאלה |
| 0.03 | Start_R | הפעלה ימינה | H0.00 | Mem_R | זיכרון: האחרון היה ימינה |
| 0.04 | Start_L | הפעלה שמאלה | H0.01 | Mem_L | זיכרון: האחרון היה שמאלה |
ביט עבודה W מתאפס בהפסקת חשמל, ולכן הוא לא יכול לזכור את הכיוון. ביט H שומר את ערכו. תנו לכל כיוון ביט H משלו, שנדלק כשהמנוע מסתובב לכיוון הזה, ונכבה רק בלחיצה על עצירה. הביט של כיוון אחד חוסם את ההפעלה לכיוון השני.
תרגלו את תרגיל 6002 בסימולטור בקרת מנועים כפולה:
6.6 סיכום
- חיגור הדדי הוא מגע סגור של רכיב אחד בטור לסליל של רכיב אחר.
- בסולם, החיגור הוא מגע סגור של המוצא השני: 100.01 בשורה של 100.00, ולהפך.
- חיגור בתוכנה לבד לא מספיק. מחווטים גם את מגע 21-22 של כל מגען בטור לסליל השני.
- עצירה ראשית בטור לשתי השורות עוצרת את שני המנועים.
- לכל מנוע הגנה תרמית משלו, שעוצרת רק אותו.
- חיגור בלחצנים מאפשר לעבור ישירות ממנוע למנוע.
- ביטי H שומרים מצב בהפסקת חשמל, ומתאימים לזיכרון כיוון.
מונחים
| מונח | באנגלית | הסבר קצר |
|---|---|---|
| חיגור הדדי | Interlock | מגע שמונע משני רכיבים לפעול יחד |
| חיגור בלחצנים | Pushbutton interlock | לחצן של רכיב אחד מנתק את הרכיב השני |
| מגע עזר סגור | NC auxiliary contact | מגע 21-22 של מגען, נפתח כשהמגען נמשך |
| עצירה ראשית | Main stop | לחצן שעוצר את כל המערכת |
| מפסק הגנה למנוע | Motor protective breaker | מפסק שמגן על המנוע ועל הקו |
| ביט שנשמר | Holding bit | ביט שלא מתאפס בהפסקת חשמל |
בדיקה עצמית
- מה תפקיד המגע הסגור 100.01 בשורה של מנוע 1?
- למה מחווטים חיגור גם בחומרה, אם הוא כבר קיים בסולם?
- לוחצים על שני לחצני ההפעלה באותה סריקה. איזה מנוע יעבוד, ולמה?
- מה ההבדל בין חיגור במוצאים לבין חיגור בלחצנים?
- ענו על שאלת הפתיחה של הפרק.
התשובות בסוף הפרק.
פתרונות תרגילי הפרק
רמה 1: שלוש נוריות
נורית "שניהם עומדים" היא M1 · M2: שני מגעים סגורים בטור.
רמה 2: חיגור בלחצנים
לחיצה על 0.04 פותחת את המגע הסגור שלה בשורה 0, ומנוע 1 נעצר. באותה סריקה שורה 1 כבר רואה את 100.00 כבוי, ומנוע 2 מתחיל לעבוד. החיגור במוצאים נשאר, כדי ששני המנועים לא יעבדו יחד גם אם מחזיקים את שני הלחצנים.
רמה 3: תרגיל 6011 עם זיכרון כיוון
- שורות 0 ו-1 הן היפוך כיוון רגיל עם חיגור במוצאים. בנוסף, כל כיוון חסום על ידי ביט הזיכרון של הכיוון השני.
- שורות 2 ו-3 הן הזיכרון. ביט H0.00 נדלק כשהמנוע מסתובב ימינה, ומחזיק את עצמו. רק לחיצה על עצירה מכבה אותו.
- אחרי הפסקת חשמל המוצאים כבויים, אבל ביטי H שומרים את ערכם. אם H0.00 דולק, שורה 1 חסומה ואפשר להפעיל רק ימינה.
- אחרי לחיצה על עצירה שני ביטי הזיכרון כבים, ואפשר לבחור כל כיוון.
תשובות ל"מה יקרה אם".
- הבקר ידליק את 100.01 והנורית שלו תידלק, אבל המגען K2 לא יימשך, כי המגע 21-22 של K1 פתוח. המפעיל יראה "מנוע 2 עובד" על המסך, והמנוע עומד. החומרה הגנה, אבל התצוגה מטעה.
- K1 נשאר סגור גם כשהבקר מכבה את 100.00. הבקר חושב שמנוע 1 עומד ומאפשר להפעיל את מנוע 2. שני המנועים יעבדו יחד והקו יועמס. במעגל היפוך כיוון זה אפילו קצר בין מופעים. לכן החיגור בחומרה הוא חובה.
תשובות לבדיקה העצמית
- הוא חוסם את מנוע 1 כל עוד מנוע 2 עובד. זה החיגור ההדדי בתוכנה.
- כי התוכנה לא יודעת אם מגען נתקע או שמגעיו נרתכו. החיגור בחומרה מונע משני המגענים להימשך יחד בכל מקרה.
- מנוע 1. שורה 0 מתבצעת ראשונה ומדליקה את 100.00, ושורה 1 כבר רואה אותו דולק ונחסמת.
- בחיגור במוצאים צריך לעצור לפני שמפעילים את המנוע השני. בחיגור בלחצנים, לחיצה על ההפעלה של המנוע השני עוצרת את הראשון ומפעילה את השני מיד.
- מחברים מגע סגור של כל משאבה בטור לסליל של המשאבה השנייה, גם בסולם וגם בחומרה. כך גם לחיצה בו-זמנית מפעילה רק משאבה אחת.