Логическое управление

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.

Дата добавления: 2014-12-16