2015-03-20
2504
При автоматизации управления различными технологическими процессами, рабочими механизмами и машинами широко используют логические элементы на основе которых реализуют (создают) системы дискретной автоматики.
Логические элементы вырабатывают выходной сигнал в зависимости от определенного состояния входных сигналов и реализуют логическую функцию, которая, как и аргументы может принимать только два значения:
1 – сигнал есть (максимальный уровень);
0 – сигнала нет (минимальный уровень).
Основных функций 16. Операций, которые можно производить по законам алгебрологики 3 (отрицание, конъюнкция, дизъюнкция). Но все функции можно реализовать на одном из двух универсальных элементов («ИЛИ-НЕ», «И-НЕ»).
Логические системы бывают контактные и бесконтактные. Контактные строятся на базе электромеханических реле. Например, в контактных схемах:
функция повторения (да, истина) реализуется реле с замыкающими контактом;
функция отрицания (нет, инверсия) реализуется реле с размыкающим контактом;
|
|
|
функция дизъюнкция (или, логическое сложение) реализуется релейно-контактной схемой на параллельно включенных контактах входных реле;
функция конъюнкция (и, логическое умножение) реализуется релейно-контактной схемой на последовательно включенных контактах входных реле, и т.д.
В качестве бесконтактных логических элементов используются полупроводниковые (диодные, транзисторные), магнитные, магнитополупроводниковые и др. элементы и представляют собой некую электрическую схему, которая в зависимости от выполняемой операции носит условное обозначение. Например:
Логические функции делятся на комбинированные и последовательные, Им соответствуют однотактные и многотактные системы автоматического управления. К первым относятся те, где наличие сигнала на выходе системы определяется только комбинацией значений сигналов на входе (т.е. комбинацией входных переменных). У вторых – сигналы на выходе автоматического устройства определяются не только комбинацией входных элементов, но и последовательностью их появления (т.е. при одной и той же комбинации на входе такого устройства могут быть разные выходные сигналы). Поэтому многотактные устройства и системы должны «запоминать» последовательность входных сигналов.
Преобразование и анализ релейных схем
В большинстве случаев релейные схемы создаются интуитивным путем и поэтому часто могут быть упрощены (минимизированы) с помощью алгебрологики или специальных методов (корт Карно, таблиц переходов и др.), что ведет к повышению их эксплуатационной надежности.
При анализе релейных схем определяются условия их работы для сравнения с заданными. Алгоритм анализа следующий:
|
|
|
- исходя, из заданных условий функционирования, составляется структурная формула;
- проводится анализ структурной формулы из условий при которых данная система будет функционировать;
- выбранное условие функционирования схемы (0 или 1) подставляется в значение структурной формулы и согласно законам алгебрологики (см. метод. указ. «Системы логического управления на контактных и бесконтактных элементах») проводится преобразование этой формулы;
- строится таблица соответствий (для одноконтактных схем) или таблица включений (для многотактных схем).
Пример. Преобразовать релейную схему
Схема реализована 6-ю элементами и 13-ю контактами.
Составляем структурную формулу
Анализ функционирования схемы показывает, что определяющим параметром является нормально открытый контакт х1, и поэтому в структурную формуле выражение х1 заменяется на 1. Первое выражение х1 не заменяется, чтобы не потерять этот контакт
Синтез дискретных систем управления.
Состоит в разработке структуры устройства и построении реальной схемы, реализующий заданный закон функционирования и реализуется следующими этапами:
- представление заданного технологического процесса или устройства в виде словесного описания;
- на основании заданных условий функционирования составление таблицы истинности;
- на основании таблицы истинности составление аналитического выражения функции (при этом используется правило единиц или правило нулей:
единиц – по таблице состояния выбираются строки, в которых выходной сигнал равен 1, и для каждой такой строки составляется структурная формула, как произведение входных сигналов, где значения входных сигналов равных 0 заменяют его инверсией, а общая структурная формула равна сумме структурных формул выбранных строк;
нулей – по таблице состояния выбираются строки, в которых выходной сигнал равен 0, и для каждой такой строки составляется структурная формула, как сумма входных сигналов, где значения входных сигналов равных 1 заменяют его инверсией, а общая структурная формула равна произведению структурных формул выбранных строк);
- минимизация полученных логических выражений;
- составление структурных схем, реализующих полученную функцию;
- анализ и выбор наиболее оптимальной.
