‫הטכניון ‪ -‬מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫‪- -1‬‬ ‫הפקולטה להנדסת מכונות‬ ‫אוטומציה תעשייתית )‪(035008‬‬ ‫בחינת סימסטר חורף ‪ ,‬מועד א' ‪ ,‬פברואר‬ ‫‪EXAM-2012-02-14.DOC‬‬ ‫‪2012‬‬ ‫שם הסטודנט ‪__________________________ :‬‬ ‫מספר זהות ‪__________________________ :‬‬ ‫כל השאלות שוות בערכן‪.‬‬ ‫משך הבחינה ‪ 3‬שעות‪.‬‬ ‫על הנבחן לענות על כל ‪ 4‬השאלות‪.‬‬ ‫מותר להיעזר בחומר אישי בלבד‪.‬‬ ‫אם אתה סבור שחסרה לך אינפורמציה‪ ,‬מותר לך להניח כל הנחה סבירה‪ ,‬עם ציון ברור של ההנחה‪.‬‬ ‫הערה ‪ :‬ניתן לפתור כל שאלה בדפי העזר של השאלון או במחברת הבחינה‪ ,‬אך בשום אופן אין להפריד את אותה‬ ‫שאלה בין שניהם !‬ ‫שאלה ‪ – 1‬מערכות איטרטיביות‬ ‫תכנן את התא הכללי של מערכת איטרטיבית שקולטת וקטור ‪ , X‬ופולטת את האות ‪ Z‬לפי ‪:‬‬ ‫במדה והמערכת מזהה שהוקטור מכיל בדיוק ‪ 3‬סיביות "‪) "1‬הממוקמות בסדר אקראי( ושאר‬ ‫•‬ ‫הסיביות הן "‪ ,"0‬היא פולטת ‪.Z=1‬‬ ‫אחרת – פלט המערכת ‪.Z=0‬‬ ‫•‬ ‫הנחיות ‪ :‬כל תא קולט ‪ 2‬סיביות עוקבות של ‪) X‬ראה ציור להלן(‪ ,‬וכרגיל גם את אותות המצב הקודם‪ ,‬ומפיק את‬ ‫הפלט ואת המצב הבא‪.‬‬ ‫לנוחיות סומנו סיביות הקלט של התא הכללי לפי ‪ Xa‬ו‪.Xb-‬‬ ‫דרישות‬ ‫א‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫הכן רשימה של מצבי המערכת‪ .‬סמן אותם באמצעות אותיות )‪ C ,B ,A‬וכו'(‪.‬‬ ‫רשום במלים מה כל אחד מהם מייצג )מכסימום שורה למצב(‪.‬‬ ‫צייר את תזרים התא הכללי‪.‬‬ ‫רשום את פונקציות התא הכללי‪.‬‬ ‫הערות ‪:‬‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫*‬ ‫כל הסעיפים מתאימים לדוגמאות שבדפי ההרצאות‪.‬‬ ‫לא נדרשת טבלת הזרימה וכן לא נדרש מימוש לוגי של המערכת‪.‬‬ ‫לנוחיותך‪ ,‬הנח שמספר הסיביות בוקטור זוגי‪.‬‬ ‫ניתן לפתור את השאלה על גבי דף העזר ‪.7‬‬ ‫הטכניון ‪ -‬מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫‪- -2‬‬ ‫הפקולטה להנדסת מכונות‬ ‫שאלה ‪ – 2‬אותות אקראיים‪ ,‬שיטת הופמן‬ ‫השאלה מורכבת משני חלקים‪ ,‬שאין ביניהם קשר‪.‬‬ ‫חלק ראשון‬ ‫מערכת קולטת סידרת אותות אקראיים על הקוים ‪ , AB‬ומפיקה את הפלט ‪ .Z‬ידוע שבשום מצב לא מתחלפים‬ ‫שני אותו הקלט בו זמנית‪.‬‬ ‫במצב ההתחלה ‪.A=B=Z=0‬‬ ‫‪) 00‬סדרה ‪ ,(1‬כלומר כאשר שלושת אותות הקלט‬ ‫‪01‬‬ ‫בכל פעם שבקלט מזוהה הסדרה ‪11‬‬ ‫האחרונים מתאימים לסדרה ‪ ,1‬המערכת מפיקה פלט ‪ .Z=1‬פלט זה נשמר עד לזיהוי הסדרה ‪.2‬‬ ‫‪) 11‬סדרה ‪ ,(2‬כלומר כאשר שלושת אותות הקלט‬ ‫‪01‬‬ ‫בכל פעם שבקלט מזוהה הסדרה ‪00‬‬ ‫האחרונים מתאימים לסדרה ‪ ,2‬המערכת מפיקה פלט ‪ .Z=0‬פלט זה נשמר עד לזיהוי הסדרה ‪.1‬‬ ‫•‬ ‫•‬ ‫הנחיה ‪ :‬יש לשים לב שתתכן חפיפה חלקית בין הסדרות‪ ,‬כלומר חלק מסיים של אחת הסדרות עשוי להיות גם‬ ‫חלק ההתחלה של הסדרה השניה‪.‬‬ ‫דרישות ‪:‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫ה‪.‬‬ ‫מערכת‬ ‫פיקוד‬ ‫צייר את דיאגרמת הזרימה הפרימיטיבית של המערכת ‪.‬‬ ‫רשום את טבלת הזרימה הפרימיטיבית‪.‬‬ ‫צייר את דיאגרמת המיזוג‪.‬‬ ‫במדה וקיימות כמה אפשרויות מינימליות‪ ,‬רשום את כולן‪.‬‬ ‫בחר את אחת האפשרויות )באופן שרירותי(‪ ,‬ורשום את טבלת הזרימה הממוזגת המתאימה‪.‬‬ ‫שים לב ‪ :‬נדרש לרשום טבלה ממוזגת אחת בלבד‪ ,‬גם אם קיימות מספר האפשרויות‪.‬‬ ‫‪Z‬‬ ‫חלק שני‬ ‫נתונה טבלת זרימה ממוזגת של מערכת )אין קשר לחלק הראשון(‪.‬‬ ‫מצב ההתחלה של מערכת הוא המצב ‪.1‬אין שינוי סימולטני בקלט‪.‬‬ ‫דרישות ‪:‬‬ ‫רשום את פונקציות הערור )‪ (Set, Reset‬לפליפ‪-‬פלופים‪.‬‬ ‫ו‪.‬‬ ‫במדה וקיימים מצבים יציבים אליהם לא ניתן להגיע‪ ,‬רשום את מספריהם )אל תסביר מדוע(‪.‬‬ ‫ז‪.‬‬ ‫הערה ‪ :‬אל תמיר ל‪.PLC-‬‬ ‫הערה ‪ :‬ניתן לפתור את השאלה על דף העזר ‪.8‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪- -3‬‬ ‫הטכניון ‪ -‬מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫הפקולטה להנדסת מכונות‬ ‫שאלה ‪ - 3‬קסקדה לממסרים ולבקר מתוכנת )‪(PLC‬‬ ‫נדרש לתכנן בשיטת הקסקדה למימסרים‪ ,‬ולממש בעזרת בקר מתוכנת‪ ,‬מערכת שמבצעת את המחזור ‪:‬‬ ‫נתון ‪ :‬הצילינדרים מופעלים באמצעות שסתומים עם קפיץ מחזיר‪.‬‬ ‫דרישות‬ ‫סמן על סדרת הקלט את החלוקה לקבוצות )קסקדה(‪ ,‬כולל רישום מספרי הקבוצות‪.‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫צייר את דיאגרמת הסולם )קסקדה( הנדרשת למימוש באמצעות מערכת מימסרים‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫הערה ‪ :‬הקפד להשתמש בסימונים התקניים המקובלים לגבי רכיבי המערכת ‪.‬‬ ‫במידה וניתן לצמצם את המערכת כאשר עוברים למערכת ‪ – PLC‬ציין את מי ניתן לצמצם ‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫)אל תציין מדוע(‪.‬‬ ‫צייר מחדש את דיאגרמת הסולם כשהיא מותאמת למימוש באמצעות ‪ , PLC‬מותאמת לטבלת‬ ‫ד‪.‬‬ ‫הקלט‪/‬פלט המוגדרת בדף ‪ ,4‬וכן מותאמת לצמצומים שבוצעו בסעיף ג' )במידה ובוצעו(‪.‬‬ ‫השתמש בסימונים הגרפיים המקובלים במערכת ‪.PLC‬‬ ‫רשום את התכנית המתאימה לבקר ‪ PLC‬שנלמד בהרצאות‪.‬‬ ‫ה‪.‬‬ ‫הערה ‪ :‬ניתן להשתמש בשרטוטי העזר שבדפים ‪ 4‬ו‪) 5-‬להשלימם ולשנותם‪ ,‬בהתאם לנדרש(‪.‬‬ ‫שאלה ‪ - 4‬שיטת המונה המתוכנת הפניאומטי‬ ‫נדרש לתכנן בשיטת המונה המתוכנת הפניאומטי‪,‬‬ ‫את הסדרה הבאה ‪:‬‬ ‫נתון ‪ :‬הצילינדרים מופעלים באמצעות שסתומים עם קפיץ מחזיר‪.‬‬ ‫דרישות ‪:‬‬ ‫תכנן את המערכת בשימוש במונה מתוכנת מסוג ‪ , 2/n‬לפי הסעיפים הבאים ‪:‬‬ ‫צייר את המונה וסמן על קוי הפלט של המונה היכן מופיע )או עלול להופיע( פולס‪.‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫לגבי כל מקרה של פולס‪ ,‬ציין בטבלה באיזה מודול הוא נוצר‪ ,‬איזה קלט גרם לפולס )אל תסביר למה(‪,‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ועל מי משפיע הפולס )ראה טבלת דוגמה בעמוד ‪.(6‬‬ ‫על סמך התוצאה של ב'‪ ,‬בצע את התיקונים הנדרשים במונה )על אותו ציור(‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫הערה‬ ‫הערה‬ ‫הערה‬ ‫הערה‬ ‫‪ :‬לרשותך מונה בכל אורך נדרש‪ ,‬וכן יחידות לוגיות סטנדרטיות ‪.‬‬ ‫‪ :‬כל יחידת מונה תשורטט כמלבן‪ .‬אל תשרטט את המבנה הפנימי של המונה‪ .‬התוספות‬ ‫החיצוניות – שערים וכו' ‪ -‬יצוירו כמקובל‪.‬‬ ‫‪ :‬ניתן להשתמש בסימון מקוצר של החיבורים אל רכיבי הפלט )שערים‪ ,‬פליפ‪-‬פלופים(‪.‬‬ ‫‪ :‬ניתן לפתור את השאלה בדף העזר ‪.6‬‬ ‫ב‬ ‫ה‬ ‫צ‬ ‫ל‬ ‫ח‬ ‫ה‬ ‫הטכניון ‪ -‬מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫‪- -4‬‬ ‫)שרטוט עזר לשאלה ‪ ,3‬סעיפים ב' – ג‪.‬‬ ‫השרטוט מכיל מספר שרירותי של רכיבים(‬ ‫שם הסטודנט ‪______________________ :‬‬ ‫מספר זהות ‪______________________ :‬‬ ‫‪CR1‬‬ ‫‪CR2‬‬ ‫‪CR3‬‬ ‫‪CR4‬‬ ‫‪CR5‬‬ ‫‪X0‬‬ ‫‪X1‬‬ ‫‪X2‬‬ ‫‪X3‬‬ ‫‪X4‬‬ ‫‪X5‬‬ ‫‪X6‬‬ ‫‪START‬‬ ‫‪a1‬‬ ‫‪a2‬‬ ‫‪b1‬‬ ‫‪b2‬‬ ‫‪c1‬‬ ‫‪c2‬‬ ‫‪Y1‬‬ ‫‪Y2‬‬ ‫‪Y3‬‬ ‫‪A+‬‬ ‫‪B+‬‬ ‫‪C+‬‬ ‫‪CR6‬‬ ‫‪A+‬‬ ‫‪B+‬‬ ‫‪C+‬‬ ‫‪Relays Cascade‬‬ ‫‪Network‬‬ ‫הפקולטה להנדסת מכונות‬ ‫הטכניון ‪ -‬מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫‪- -5‬‬ ‫)שרטוט עזר לשאלה ‪ ,3‬סעיפים ד' – ו'‬ ‫השרטוט מכיל מספר שרירותי של רכיבים(‬ ‫שם הסטודנט ‪______________________ :‬‬ ‫מספר זהות ‪______________________ :‬‬ ‫‪PLC Program‬‬ ‫‪CR1‬‬ ‫‪CR2‬‬ ‫‪CR3‬‬ ‫‪CR4‬‬ ‫‪CR5‬‬ ‫‪CR6‬‬ ‫‪Y1‬‬ ‫‪Y2‬‬ ‫‪Y3‬‬ ‫‪PLC Cascade Network‬‬ ‫הפקולטה להנדסת מכונות‬ ‫הטכניון ‪ -‬מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫‪- -6‬‬ ‫)שרטוט עזר לשאלה ‪.4‬‬ ‫השרטוט מכיל מספר שרירותי של מודולים(‪.‬‬ ‫שם הסטודנט ‪______________________ :‬‬ ‫מספר זהות ‪______________________ :‬‬ ‫‪10 11 12 13 14‬‬ ‫‪Module Number‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪Caused by‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪7‬‬ ‫הפקולטה להנדסת מכונות‬ ‫‪6‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪4‬‬ ‫)‪Affected cylinder(s‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2/n‬‬ ‫‪Short Option‬‬ ‫)‪(Example‬‬ ‫‪2 3 5 6‬‬ ‫‪OR‬‬ ‫‪B+‬‬ ‫הטכניון ‪ -‬מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫)שרטוט עזר לשאלה ‪.1‬‬ ‫השרטוט מכיל מספר שרירותי של מצבים(‪.‬‬ ‫‪- -7‬‬ ‫הפקולטה להנדסת מכונות‬ ‫שם הסטודנט ‪______________________ :‬‬ ‫מספר זהות ‪______________________ :‬‬ ‫הטכניון ‪ -‬מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫)שרטוט עזר לשאלה ‪2‬‬ ‫השרטוט מכיל מספר שרירותי של מצבים(‪.‬‬ ‫‪- -8‬‬ ‫הפקולטה להנדסת מכונות‬ ‫שם הסטודנט ‪______________________ :‬‬ ‫מספר זהות ‪______________________ :‬‬ ‫אוטומציה תעשייתית‬ ‫בחינת סמסטר ‪ -‬פתרונות‬ ‫מועד א'‬ ‫‪14.02.2012‬‬ ‫‪1‬‬ 14.02.2012 – 1 ‫שאלה‬ 00 ‫הגדרה‬ 00 00 - ‫מצב‬ "0" ‫עד כה הכל‬ A "0" ‫ השאר‬.‫" יחיד‬1" ‫עד כה‬ B "0" ‫ השאר‬."1" ‫עד כה שני‬ C (‫" )פלט‬0" ‫ השאר‬."1" ‫עד כה שלושה‬ D "1" ‫עד כה יותר משלושה‬ 00 01 A 01 B 10 11 01 01 C 10 D E 10 10 11 11 E 11 Ai=Ai-1.Xa’.Xb’ Bi=Ai-1(Xa.Xb’+Xa’.Xb)+Bi-1.Xa’.Xb’ Xa Ci=Ai-1.Xa.Xb+Bi-1(Xa.Xb’+Xa’.Xb)+Ci-1.Xa’.Xb’ Di=Bi-1.Xa.Xb+Ci-1(Xa.Xb’+Xa’.Xb)+Di-1.Xa’.Xb’ Ei=Ci-1.Xa.Xb+Di-1(Xa+Xb)+Ei-1 Z=Di 2 Ai-1 Bi-1 Ci-1 Di-1 Ei-1 Xb ‫תא‬ ‫כללי‬ Ai Bi Ci Di Ei 14.02.2012 – 2 ‫שאלה‬ 10/0 11/0 6 7 5 AB/Z 1 Z1 11 01 00 Z0 AB 00 01/1 3 01/0 11/0 10 01/1 2 9 8 10/1 00/1 1 2 10 '‫חלק א‬ {1,2} , 10 3 8 4 7 3 5 6 00 01 11 10 CR1 1 5 - 7 CR2 2 - 4 7 CR3 6 5 4 7 CR4 2 5 4 3 01 11 1 2 - 5 0 1 2 3 - 0 - 4 3 8 1 1 4 3 - 1 1 - 6 5 0 - 7 6 5 0 1 7 6 - 0 9 - 3 8 1 S1=A’.B’.CR2’.CR3’.CR4’ 9 10 - 8 1 S2=A’.B’.CR4+A.B’.CR4’ * 9 10 3 - 1 S3=A.B {3,4} , 9 '‫חלק ב‬ AB 4 00/0 01/0 00 01 11 Z S4=A’.B {5,6,7} , 1 2 3 5 {8,9,10} 1 4 3 8 1 7 6 5 9 10 3 8 R1=A’.B + A.B’.CR2 R2=A.B R3=A’.B+A.B’.CR2 R4=A’.B’.CR2+A.B Not reachable : 3 , 6 14.01.2012 – 3 ‫שאלה‬ A B START , A+ , 10sec DELAY , B+ C , C- , C+ , B- , B+ , C- , C+ I Start a1 b1 cr3 B- A+ cr1 A- II III cr4 cr2 IV cr2 cr3 CR1 cr1 cr3 cr1 b2 c2 CR2 cr2 c1 cr2 cr4 CR3 cr3 cr3 b1 c1’ CR4 cr4 Start X0 a1 X1 a2 X2 b1 X3 b2 X4 c1 X5 c2 X6 cr3 A+ Y1 cr4 B+ Y2 C+ Y3 cr4 cr1 B+ cr2 cr1 C2’ tmr1 C+ cr3 cr4 cr1 tmr1 a2 b2’ tmr1 Relays Based Circuit 4 PLC Based Circuit (‫ )המשך‬14.01.2012 – 3 ‫שאלה‬ A B START , A+ , 10sec DELAY , B+ C , C- , C+ , B- , B+ , C- , C+ I X1 X0 cr3 cr4 cr1 III IV cr2 cr3 cr2 CR1 cr4 cr1 cr3 cr1 X6 X4 CR2 cr2 X5 cr2 cr4 CR3 Start X0 a1 X1 a2 X2 b1 X3 b2 X4 c1 X5 c2 X6 A+ Y1 B+ Y2 C+ Y3 X5’ X3 CR4 cr4 Y2 cr2 cr3 cr1 cr4 Count Out Reset CR5 PLC Based Circuit 5 cr5 X6’ cr5 Y3 cr3 X2 cr1 cr1 cr4 cr3 cr3 Y1 A- II X3 B- x4’ (‫◌ ׁ)המשך‬14.01.2012 – 3 ‫שאלה‬ A B START , A+ , 10sec DELAY , B+ C , C- , C+ , B- , B+ , C- , C+ I BA- II III IV cr1 X1 X0 X3 cr3 cr4 Y1 cr2 CR1 cr2 cr1 cr3 cr3 cr1 X6 X4 CR2 cr4 cr2 X5 cr2 cr4 cr1 cr5 Y2 CR3 cr2 LOAD AND AND AND NOT AND NOT OR AND NOT OUT X0 X1 X3 CR3 CR4 CR1 CR2 CR1 AND AND OR AND NOT OUT X4 X6 CR2 CR3 CR2 AND OR AND NOT OUT X5 CR3 CR4 CR3 AND OR AND NOT OUT X3 CR4 X5 CR4 cr3 cr3 cr3 X5’ X3 CR4 X6’ cr4 cr4 X2 cr1 6 cr1 TMR1 Count Out Reset cr5 cr3 CR5 cr4 PLC Based Circuit x4’ Y3 LOAD STORE TMR1 100 OUT X2 CR1 LOAD OR OR OR OUT CR1 CR2 CR3 CR4 Y1 CR5 LOAD CR1 AND CR5 OR CR2 OR CR4 STORE CR3 AND NOT X6 OR STORE OUT Y2 LOAD CR1 AND CR5 OR CR3 STORE CR4 AND NOT X4 OR STORE OUT Y3 PLC Program 14.02.2014 – 4 ‫שאלה‬ D+ START , B+ , B- , D+ B+ , C+ C- B- , D- , C+ , D+ , D- , C- C+ B = 1,4,5,6,7,8 B+ start 1 b2 b1 2 B+ 3 (B-) 1 d2 c2 b2 c1 & & 4 C+ D+ 2 4 S FF R S OR B+ 7 (B+) 9 FF c2 6 (D-) B+ (C-) (D+) b1 c1 d1 5 3 C = 3,6,7,8 d2 7 C+ (B+) 8 D+ (B+) (C+) 9 S OR C+ FF R & 9 (D-) (B+) (C+) 6 R d1 D =3,4,7 10 ‫צילינדרים‬ ‫מושפעים‬ ‫נגרם‬ ‫ע"י‬ ‫מודול‬ '‫מס‬ B start 1 none b2 2 B,D c2 4 B,C d2 8 (B-) (C-) (A-) 3 5 7 S FF 1 4 2 9 OR R OR D+ OR S FF R B+