Hoofdstuk 8 Paragraaf 2

Hoofdstuk 8
Paragraaf 2:
Invoer-, verwerkings- en uitvoerblok
Het invoerblok heeft als taak het waarnemen. Dit gebeurt meestal door een sensors.
De sensor meet een grootheid, waarna deze resultaten omgezet worden tot een
elektrische spanning.
Het verwerkingsblok heeft de taak het verwerken van gegevens van het invoerblok.
Dit wordt gedaan door elektronische schakelingen. Het zorgt ervoor dat de resultaten
van het invoerblok verwerkt worden als instructies voor het uitvoerblok.
Uitvoerblok heeft de taak om actie te ondernemen op basis van de instructies van het
verwerkingsblok. Hiervoor worden actuatoren gebruikt (bv. motor, alarmbel, lamp,
etc.)
Sensorsignaal
De sensor in het invoerblok (van een automaat) zet een grootheid om in een
elektrische spanning: de sensorspanning. Het verband tussen de gemeten grootheid
en de sensorspanning wordt weergegeven in een ijkdiagram. Een sensorspanning
verandert geleidelijk. Het kan ook alle waarden aannemen (tussen de minimale en
maximale waarde). Het is dus een continu signaal. Het signaal tussen het invoer- en
verwerkingsblok heet het sensorsignaal (Ss).
Stuursignaal
Tussen het verwerkings- en uitvoerblok is een stuursignaal (Sa). Dit signaal kan ook
veranderen. Het signaal (de elektrische spanning) zorgt ervoor of er iets in het
uitvoerblok gebeurt (of er een handeling ondernomen wordt). Meestal zet een
stuursignaal een actuator aan of uit. Dit is dus een binair (of: tweewaardig) signaal.
Deze waarden van een binair signaal noem je hoog of laag (of: 1 en 0).
Automaten
Er zijn drie soorten automaten:
1. Meetsystemen;
2. Stuursystemen;
3. Regelsystemen.
Deze zijn allemaal opgebouwd uit een invoer-, verwerkings- en uitvoerblok. Het
verschil zit in de taak die ze uitvoeren.
Meetsystemen: de taak is het meten van een grootheid. In het invoerblok wordt een
grootheid gemeten. Dit wordt omgezet in een sensorsignaal. Het verwerkingsblok
vergelijkt de resultaten met de opgeslagen ijktabel (deze moet van tevoren ingevoerd
zijn. Dat heet de ijking van het meetsysteem). Bij het uitvoerblok wordt het
meetresultaat weergegeven in bv. een getal op een display, diagram op een
beeldscherm, etc.
Stuursysteem: de taak is het uitvoeren van een handeling (bv. de deur openen). Hier
komt vaak ook een drempelwaarde(n) bij te pas. Voorbeeld: als het donker wordt
moet de straatverlichting aangaan. De sensor meet de hoeveelheid licht. Als deze
onder de drempelwaarde komt, zet het verwerkingsblok dit om in een stuursignaal.
De lampen zullen aangaan.
Regelsysteem: dit is er voor om een bepaalde waarde te houden van een grootheid
(bv. de temperatuur). Bij dit systeem komt er ook nog een terugkoppeling bij.
Voorbeeld: er is een drempelwaarde ingesteld  temperatuur 21 graden. Er wordt
gemeten hoe warm het is. Dit wordt omgezet in een elektrische spanning. In het
verwerkingsblok wordt vergeleken of het klopt met de drempelwaarde. Is het kouder
dan 21 graden dan zal de verwarming aangaan. Er wordt ondertussen voortdurend
gemeten. Komt te temperatuur boven de 21 graden. Dan zal de verwarming weer
uitgaan (tot dat het weer kouder is dan 21 graden. Dan springt deze weer aan, enz.).
Paragraaf 3:
Comparator: meestal geven sensoren een continu signaal, maar de bouwstenen uit
het verwerkingsblok reageren meestal alleen goed op een binair signaal. De
comparator is ervoor om een continu signaal om te zetten naar een binair signaal.
Voorbeeld: stel je hebt een variabele spanning en je wilt een lampje laten branden.
Dan gebruik je de comparator. Stel het referentiesignaal (Sref) bijvoorbeeld in op 3V.
Als de variabele spanning lager dan 3V geeft, zal de lamp uit zijn. Is de spanning
hoger dan 3V, zal het lampje volledig branden.
EN-poort: dit is om twee binaire signalen om te vormen tot één binair signaal.
Voorbeeld: als het inbraakalarm aanstaat en er wordt een inbreker waargenomen.
Dan moet het alarm afgaan.
De EN-poort heeft twee ingangen en één uitgang. Als beide ingangen tegelijk een
hoog signaal hebben, heeft de uitgang dat ook (anders laag).
OF-poort: dit is een andere manier om twee binaire signalen om te vormen tot één
binair signaal. Voorbeeld: als het systeem wordt getest met een drukknop of als er
een inbreker wordt waargenomen. Dan moet het alarm afgaan.
De OF-poort heeft ook twee ingangen en één uitgang. Als één van de ingangen (of
beide) hoog is (zijn), komt er uit de uitgang ook een hoog signaal.
Invertor: met de invertor kan een binair signaal omgekeerd worden. De invertor heeft
één ingang en één uitgang. Als er bij de ingang een hoog signaal is, geeft de uitgang
een laag signaal en omgekeerd. Dit kan je bijvoorbeeld gebruiken als er iets moet
gebeuren als er niet aan een voorwaarde wordt voldaan.
Geheugencel: dit is om een signaalwaarde te onthouden of een signaal even hoog
houden. De geheugencel heeft twee ingangen en één uitgang. De eerste ingang is
de set. Als deze even ingedrukt wordt is het signaal hoog en blijft het signaal in de
uitgang hoog. Als heel even de tweede ingang, de reset, een hoge spanning heeft,
wordt het signaal van de uitgang laag en deze blijft dan laag tot dat de set weer een
hoge spanning had.
Teller: dit is een bouwsteen die pulsen kan tellen. Hiervoor heeft hij wel een andere
bouwsteen nodig, de pulsgenerator. Hier kan je de pulsfrequentie op instellen. Als
deze op 1Hz staat, tel je seconden. De teller heeft drie ingangen. De telpulseningang zorgt ervoor dat er pulsen worden geteld. De tweede ingang is aan/uitingang. Als deze niet aangesloten is, staat hij aan. Is hij aangesloten dan geeft hij
een laag signaal (uit) tenzij er een hoog signaal binnenkomt (aan). De derde ingang
is de reset. Als hier een hoog signaal op komt, gaat de teller naar 0. Blijft er een hoge
spanning dan blijft de teller op 0 staan.