BOLETIN DE EJERCICIOS 5 EJERCICIOS 5

ELECTRÓNICA DIGITAL / DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA / UNIVERSIDAD DE VIGO
BOLETIN DE
EJERCICIOS 5
SISTEMAS SECUENCIALES
DE CONTROL
1
ELECTRÓNICA DIGITAL / DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA / UNIVERSIDAD DE VIGO
EJERCICIO 5.1
El producto final de una línea de fabricación son
barras metálicas cuya longitud ha de ser inferior o
igual a L. Para hacer la selección del producto
terminado se utiliza el sistema indicado en la figura
1, constituido por una cinta transportadora que hace
pasar las barras entre dos barreras fotoeléctricas
separadas por una distancia L. La salida de los
receptores de luz adopta dos niveles de tensión
diferenciados según esté o no una barra situada
entre él y su emisor respectivo y se asigna por
convenio el nivel uno lógico a la salida cuando la
barra está situada delante del detector y el nivel cero
en el caso contrario. Después del segundo detector
existe una trampilla accionada por un motor M. La
distancia que separa a dos barras consecutivas
sometidas a verificación es tal que nunca puede
entrar una en la zona de detección mientras se está
comprobando la anterior.
1. Diséñese un controlador lógico cuyas
entradas sean las salidas de los detectores,
que se denominan x1 y x2, y cuya salida Z
accione el motor M, de acuerdo con las
siguientes especificaciones (Requirements):
2. Si la barra tiene una longitud mayor que L, se
ha de excitar M y abrir la trampilla para dejar
caer la barra. En caso contrario, no ha de
excitarse M.
3. Una vez que pasa la barra, el motor M ha de
volver a desexcitarse y el sistema debe
quedar preparado para realizar una nueva
detección.
BARRA
EMISORES
DE LUZ
TRAMPILLA
RECEPTORES
DE LUZ
MOTOR
X2
CONTROLADOR
X1
Z
LÓGICO
Utilícese para implementarlo un registro de entrada y
salida en paralelo combinado con:
•Un circuito combinacional cableado.
•Una matriz PLA.
•Una matriz PAL.
BOLETÍN DE EJERCICIOS 4: CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS
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ELECTRÓNICA DIGITAL / DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA / UNIVERSIDAD DE VIGO
EJERCICIO 5.1
BARRA
EMISORES
DE LUZ
TRAMPILLA
RECEPTORES
DE LUZ
MOTOR
Q(t)
0
X1
0
X2
0
Q(t+1)
0
D
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1. Diséñese un controlador lógico cuyas
entradas sean las salidas de los
detectores, que se denominan x1 y x2, y
cuya salida Z accione el motor M, de
acuerdo
con
las
siguientes
especificaciones (Requirements):
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
2. Si la barra tiene una longitud mayor que L,
se ha de excitar M y abrir la trampilla para
dejar caer la barra. En caso contrario, no
ha de excitarse M.
1
1
1
1
1
X2
CONTROLADOR
X1
Z
LÓGICO
3. Una vez que pasa la barra, el motor M ha
de volver a desexcitarse y el sistema debe
quedar preparado para realizar una nueva
detección.
Q
0
Z
0
1
1
BOLETÍN DE EJERCICIOS 4: CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS
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ELECTRÓNICA DIGITAL / DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA / UNIVERSIDAD DE VIGO
EJERCICIO 5.1
Q(t)
0
X2
0
X1
0
Q(t+1)
0
D
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
Q
0
Z
0
1
1
D
Q
0
X1 X2
00
0
01
0
11
1
10
0
1
0
0
1
1
X1⋅ X2
Q ⋅ X1
D=X1⋅ X2+Q ⋅ X1=X1⋅ X2 ⋅ Q ⋅ X1
Z=Q
BOLETÍN DE EJERCICIOS 4: CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS
4
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EJERCICIO 5.1
D=X1⋅ X2+Q ⋅ X1
Z=Q
PLA
BOLETÍN DE EJERCICIOS 4: CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS
PAL
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EJERCICIO 5.2
Se tiene que diseñar el controlador lógico
de una barrera que gobierna el paso a nivel
del cruce de la carretera y la vía férrea de la
figura a través de la cual circulan trenes en
ambos sentidos. Para ello, a uno y otro lado
del cruce, y a 500 m del mismo se colocan
dos detectores x1 y x2 respectivamente.
CARRETERA
x1
Z
x2
D
M
D
VÍA FERREA
M
Para automatizar Las especificaciones
(Requirements)
de
funcionamiento
del
controlador son las siguientes:
1. Inicialmente, en ausencia de tren en
la zona situada entre ambos detectores,
la variable de salida z tiene que estar en
el nivel lógico cero.
2. A partir de dicha situación la variable
z debe pasar al nivel uno cuando se
acerca un tren en cualquier sentido al
rebasar su máquina los 500 m del cruce
y debe volver al nivel cero cuando el
último vagón se aleje más de dicha
distancia independientemente de la
longitud del tren.
D
Detector
M
Motor
Barrera
CTR
Puesta en
estado inicial
R
M1
C2/1+
G
n
n
1,2D
n+p
A
Variables
de entrada
RAM
0
2n+p-1
p
A
n
Para implementarlo se debe utilizar el
controlador lógico de la figura.
m
BOLETÍN DE EJERCICIOS 4: CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS
Variables
de salida
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EJERCICIO 5.2
CARRETERA
x1
x2
D
Z
M
D
VÍA FERREA
M
D
Detector
M
Motor
Barrera
1. Inicialmente, en ausencia de tren en la zona
situada entre ambos detectores, la variable de
salida z tiene que estar en el nivel lógico cero.
2. A partir de dicha situación la variable z debe
pasar al nivel uno cuando se acerca un tren en
cualquier sentido al rebasar su máquina los 500
m del cruce y debe volver al nivel cero cuando el
último vagón se aleje más de dicha distancia
independientemente de la longitud del tren.
BOLETÍN DE EJERCICIOS 4: CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS
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EJERCICIO 5.2
Contenido de la RAM
Q2
a4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
Q1
a3
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
Q0
a2
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
x
X2
a1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
x
x
X1
a0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
x
x
M1
d4
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
x
x
BOLETÍN DE EJERCICIOS 4: CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS
D2
d3
0
0
x
0
0
x
0
x
0
0
0
0
0
0
x
x
0
0
1
1
x
x
D1
d2
0
1
x
1
0
x
0
X
0
1
0
1
1
1
x
x
0
0
0
0
x
x
D0
d1
0
1
X
1
1
X
1
X
0
0
0
0
1
1
X
X
0
0
0
0
x
x
Z
d0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
x
x
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EJERCICIO 5.3
Para automatizar una puerta automática se tiene que diseñar un controlador lógico que posee los siguientes
elementos de entrada y genera las siguientes variables de salida:
a) Elementos de entrada:
• Una alfombra que genera una señal P que se pone a uno cuando una persona la pisa.
• Un sensor de final de carrera Fca que se pone a uno cuando la puerta alcanza el final del recorrido
de apertura.
• Un sensor de final de carrera Fcc que se pone a uno cuando la puerta alcanza el final del recorrido
de cierre.
• Un interruptor de puesta a cero que al ser accionado pone en estado cero el controlador lógico
b) Señales de salida:
• Una señal A que cuando se pone a 1 activa el actuador que abre la puerta.
• Una señal B que cuando se pone a 1 activa el actuador que cierra la puerta.
Las especificaciones (Requirements) de funcionamiento del controlador son las siguientes:
1. Al darle tensión se pone en el estado cero.
2. Cuando se encuentra en el estado cero y una persona pisa la alfombra la puerta debe comenzar a
abrirse hasta que se activa el sensor Fca.
3. Mientras una persona continue pisando la alfombra una vez activado Fca, la puerta debe permanecer
abierta.
4. En el instante en el que deje de haber una persona pisando la alfombra, la puerta debe comenzar a
cerrarse hasta que se activa el sensor Fcc.
5. Si una persona pisa la alfombra mientras la puerta se está cerrando, se debe iniciar un nuevo ciclo de
apertura.
Diseñe el controlador lógico empleando biestables J-K combinados con una matriz PLA y una matriz PAL.
BOLETÍN DE EJERCICIOS 4: CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS
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EJERCICIO 5.3
1.Al darle tensión se pone en el
estado cero.
2.Cuando se encuentra en el estado
cero y una persona pisa la
alfombra la puerta debe comenzar
a abrirse hasta que se activa el
sensor Fca.
3.Mientras una persona continue
pisando la alfombra una vez
activado Fca, la puerta debe
permanecer abierta.
4.En el instante en el que deje de
haber una persona pisando la
alfombra, la puerta debe
comenzar a cerrarse hasta que se
activa el sensor Fcc.
5.Si una persona pisa la alfombra
mientras la puerta se está
cerrando, se debe iniciar un
nuevo ciclo de apertura.
BOLETÍN DE EJERCICIOS 4: CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS
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EJERCICIO 5.3
Q1
Q0
A
B
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
Q1(t)
Q0(t)
P
Fca
Fcc
Q1(t+1)
Q0(t+1)
J1
K1
J0
K0
0
0
0
X
X
0
0
0
X
0
X
0
0
1
X
X
0
1
0
X
1
X
0
1
X
0
X
0
1
0
X
X
0
0
1
X
1
X
1
0
1
X
X
1
1
0
0
X
X
1
1
X
0
1
X
1
0
1
X
X
1
0
X
0
0
X
1
1
0
X
0
1
1
X
0
X
0
1
1
0
X
1
0
0
X
1
X
1
1
1
1
X
X
0
1
X
1
X
0
J1=Q1⋅ Q0 ⋅ Fca
K1=Q1⋅ Q0 ⋅ P+Q1⋅ Q0 ⋅ P ⋅ Fcc
J0=Q1⋅ Q0 ⋅ P+Q1⋅ Q0 ⋅ P
K0=Q1⋅ Q0 ⋅ Fca+Q1⋅ Q0 ⋅ P ⋅ Fcc
A=Q1⋅ Q0
B=Q1⋅ Q0
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EJERCICIO 5.3
J1=Q1⋅ Q0 ⋅ Fca
K1=Q1⋅ Q0 ⋅ P+Q1⋅ Q0 ⋅ P ⋅ Fcc
J0=Q1⋅ Q0 ⋅ P+Q1⋅ Q0 ⋅ P
K0=Q1⋅ Q0 ⋅ Fca+Q1⋅ Q0 ⋅ P ⋅ Fcc
A=Q1⋅ Q0
B=Q1⋅ Q0
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EJERCICIO 5.3
J1=Q1⋅ Q0 ⋅ Fca
K1=Q1⋅ Q0 ⋅ P+Q1⋅ Q0 ⋅ P ⋅ Fcc
J0=Q1⋅ Q0 ⋅ P+Q1⋅ Q0 ⋅ P
K0=Q1⋅ Q0 ⋅ Fca+Q1⋅ Q0 ⋅ P ⋅ Fcc
A=Q1⋅ Q0
B=Q1⋅ Q0
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