Högskolan Dalarna Sida 1 av 8 Elektroteknik Per Liljas

Transkript

1 Högskolan Dalarna Sida 1 av 8 Elektroteknik Per Liljas Tentamen i ET1014 Introduktion till elektroteknik och styrteknik 7.5 hp , Sal Sxxx Hjälpmedel: Miniräknare, formelblad (bifogad) Betygsskala: Betyget 3 kräver cirka 30 poäng på tentamen Betyget 4 kräver cirka 40poäng på tentamen Betyget 5 kräver cirka 50 poäng på tentamen Tentamen ger max 60 poäng. 3 poäng per uppgift om inget annat anges. 1. I en ljuskedja finns 8 små seriekopplade glödlampor som är anslutna till 24 V. Varje lampa är märkt med värdena 3V, 0.45 W. Antag att en av lamporna är trasig och att den ersätts med en lampa som är märkt 3 V, 0.21 W. a. Bestäm resistansen för de två lamptyperna. b. Beräkna spänningen över ersättningslampan. c. Kommer ersättningslampan att lysa svagare/starkare än de ursprungliga? Motivera. /Lampornas resistans påverkas av temperaturen på glödtråden men bortse från det i det här fallet./ 2. Figuren visar en uppladdning av en kondensator. I kopplingen är V2 en ideal spänningskälla som från och med tiden t = 0 ger DC-spänningen + 5V. I den högra delen av figuren visas spänningen över kondensatorn C1 och motståndet R2 för tiden 0 till 100 s. Kondensatorn i kopplingen är oladdad från början. a. Spänningen i diagrammet börjar inte på 0 V. Förklara varför och beräkna spänningen vid tiden alldeles efter 0. b. Hur stor är strömmen i kretsen vid tiden t = 100 s? c. Bestäm kretsens tidskonstant med hjälp av diagrammet. Tips: Bestäm tiden för 63 % av den exponentiella förändringen av kurvan. 6.0V 4.0V 2.0V 0V 0s 20s 40s 60s 80s 100s V(R2:2) Time - 1 -

2 3. Figuren visar ett högpassfilter. a. Beräkna strömmen genom kretsen. b. Beräkna vinkeln mellan strömmen och inspänningen U in. c. Beräkna utspänningen U ut. C U in R Uut C = 10 nf R = 12 kohm U in = 1,00 V f = 1 khz 4. På en lysrörsarmatur kan man läsa. 20 W cosφ = 0, V 50 Hz a. Beräkna strömmen till armaturen. b. Beräkna armaturens reaktiva effekt. c. Beräkna armaturens impedans. 5. En asynkronmotor har märkplåten nedan. a. Vilket poltal har motorn? b. Beräkna eftersläpningen vid märkdrift. c. Beräkna verkningsgraden vid D-koppling och märkdrift. d. Beräkna momentet vid märkdrift. 6. Ett trefas värmeelement har tre resistorer på 45 ohm vardera. Elementet ansluts Y-kopplat till ett trefasnät med huvudspänningen 400 V. a. Beräkna strömmen genom varje resistor. b. Beräkna aktiva effekten som utvecklas i elementet? c. Beräkna linjeströmmen till elementet

3 7. Antag att datatypen integer använder 16 bitar för att lagra ett heltalsvärde. Hur stort är det största positiva heltalet som kan lagras i datatypen och hur är det lagrat? Hur lagras heltalsvärdet -1 ( minus 1 )? 8. Förenkla de Booleska uttrycken så att de innehåller så få termer som möjligt. 9.a. Visa hur uttrycket M5 = A + B(C + D +E) + DE kan realiseras med ett kontaktnät av typ ladder-schema. b. Visa hur uttrycket M5 = A + B(C + D +E) + DE kan realiseras med logiska grindar. 10. Förklara nedanstående förkortningar med egna ord och den direkta tolkningen av bokstäverna. Förkortningarna avser begrepp inom PLC-delen av kursen: BCD FBD FUN SFC AND ADD 11. En normal PLC arbetar med cyklisk programbearbetning som sker i tre steg. Förklara begreppet cyklisk programbearbetning. 12. Redogör för de tre olika typerna av POU:er som finns i GX IEC Developer 13. Ett tjuvlarm ska ha 3 ingångar och 1 utgång. Ingångar: S Alarm inkopplat (1 = alarmet inkopplat) M Rörelsedetektor (0 = ingen rörelse) Wn Detektor för fönster/dörr (1 = fönstret är helt) Utgång: A Alarmsignal (1 = våldsam signal) (Detektorn för fönster/dörr är en tråd som ger en etta så länge den är hel) Funktion: Om alarmet är inkopplat ska detektorerna kontrolleras. Om någon av detektorerna ger signal ska alarm ges Gör en lösning för larmet med ett Funktion Block Diagram. Gör om lösningen till en funktion

4 14. Figuren visar en enkel variant av reglerkrets som ska realiseras med ett funktionsblock. Besvara frågorna under figuren. a. När ger blocket GT utsignalen 1 b. Vad gör blocket MOV_M c. Vad innebär förkortningarna INC resp. DEC d. Vad innebär P:et i instruktionerna MOVP, DECP och INCP e. Vad är skillnaden mellan VAR_INPUT, VAR och VAR_OUTPUT f. Var lagras VAR_INPUT, VAR och VAR_OUTPUT g. Rita den grafiska symbolen för funktionsblocket enligt beskrivningen i figuren h. Förklara funktionsblockets funktion (2p) 15. Exemplet nedan visar en del av Project Manager i GX IEC Developer för ett PLC-program som består av 3 olika varianter med 3 tasks. Antag att PLC:en har cykeltiden 10 ms och att RED_LED är TRUE och GRGU_LED är FALSE. Hur ofta utförs de olika delarna av programmet och i vilken ordning? - 4 -

5 16. Figuren visar en PLC av typen FX1S-14MT-DSS som är kopplad för aktivt höga insignaler. I figuren är en givare av PNP-typ och 2 strömbrytare anslutna till ingångarna. Vad innebär 14MT i beteckningen av PLC:n? Vad innebär att en givare är av PNP-typ? Vilket fysiskt värde (dvs spänning) får ingången X0 om givaren är aktiverad? Vilket logiskt värde? Rita om schemat för en NPN-givare och två strömbrytare. Samma ingångar som i figuren ska användas. (2p) Vilket fysiskt värde får ingången X0 om givaren är aktiverad i den nya kopplingen? Vilket logiskt värde? 17. Figuren visar utgångarna till en PLC av typen FX1S. Utgångarna är av relätyp, i figuren finns markeringar med nummer 1 till 9. Redogör för begreppet galvanisk isolering av in- respektive utgångar till en PLC. Förklara hur den är gjord, varför den behövs. Vilken funktion har COM0, COM1 och COM2 och hur är de kopplade internt. Vilken funktion har markeringen 2 i figuren? Vilken funktion har markeringen 5? Vilken funktion har markeringen 6? Vilken funktion har markeringen 4? Lycka till! Per - 5 -

6 - 6 -

7 - 7 -

8 - 8 -