Синтез схемы управления по условиям работы логического устройства

Практическое занятие №4

Синтез схемы управления по условиям работы логического устройства

Построение циклограмм является начальным этапом синтеза. На основании изучения технологического процесса или работы механизма, производится описание функционирования логического устройства, в котором указываются состояния устройства и последовательность перехода из одного состояния в другое, входные и выходные элементы, им присваиваются буквенные обозначения. Устанавливается последовательность срабатывания входных и выходных элементов и появление, и исчезновение соответствующих сигналов. Учитываются все технологические требования и условия работы. На основе описания и условий работы строится циклограмма. Выясняется ее реализуемость, определяются структурные формулы, и строится логическая схема управления.

Пример: Автоматическая система управления технологическим процессом, обеспечивающая работу технологического аппарата (ТА)

Технологический аппарат и схема его силовых цепей, представленные на рисунке 1, работают по следующему циклу:

а)

б)

Рисунок 1 -  Схема технологического аппарата (а) и силовых цепей его питания (б).

Заполнение части аппарата реагентом №1 (включение насоса Н1 контактором К1) до уровня, фиксируемого датчиком уровня ДУ_в, ® отключение насоса Н1 при достижении этого уровня ® заполнение аппарата реагентом №2 (включение насоса Н2 контактором К2) до уровня, фиксируемого датчиком уровня ДУ_с, ® отключение насоса Н2 при достижении этого уровня ® включение мешалки (двигатель М3, контактором К3) и электронагревателя (ЭН, контактором К3) и работа аппарата при верхнем уровне до момента достижения смеси реагентов заданной температуры (ЕТ_d) ® слив реагентов (электромагнитный вентиль ЭВ открывается) ® закрытие ЭВ, включение насоса Н1 (новый цикл), при опорожнении аппарата, фиксируемом датчиком ДУ_а.

На основании этого описания составляется циклограмма, где указываются все моменты и условия появления и исчезновения сигналов.

Рисунок 2 -  Циклограмма работы технологического аппарата

По полученной циклограмме (рисунок 2) необходимо составить структурную формулу для каждого из выходных и промежуточных элементов.

Структурная формула для К1:

условие срабатывания f’(K1) =

условие несрабатывания (K1)

Первоначальная структурная формула: (К1)*(К1) = .

Первая проверка. Функция f’(K1) изменяет свое состояние во включающем периоде К1. Следовательно, вводим самоблокировку. Структурная формула примет вид:

Вторая проверка. Функция (K1) неизменна в течении всего включающего периода, поэтому структурная формула, полученная после первой проверки, остается без изменения:

Третья проверка. В отключающем периоде К1 не встречается комбинации , но встречается , что приводит к повторному включению насоса Н1 и началу нового цикла работы технологического аппарата. Поэтому структурная формула остается без изменения:

Выходной элемент К2:

Исходная структурная формула: (К2)* (К2) =

Первая проверка:

Вторая проверка:

Третья проверка:

Как видно в третьей проверке возникла необходимость ввода дополнительного элемента Р так как существует условие для повторного включения элемента после его выключения.

Выходной элемент К3:

Исходная структурная формула:  (К3)* (К3) =

Первая проверка:

Вторая проверка:

Третья проверка:

Выходной элемент ЭВ:

Исходная структурная формула:  (ЭВ)* (ЭВ) =

Первая проверка:

Вторая проверка:

Третья проверка:

Так как в процессе анализа циклограммы был введен дополнительный элемент Р, то необходимо составить структурную формулу и для него.

Дополнительный элемент Р:

Исходная структурная формула: (Р)* (Р) =

Первая проверка:

Вторая проверка:

Третья проверка:

Для упрощения анализа и проверки полученных уравнений составляется таблица 1, куда вносятся полученные результаты:

Таблица 1 - Структурные формулы элементов.

Элементы и их периоды включения		К1	К2	К3	ЭВ	Р
Исходная структурная формула
Первая проверка	Дополнительный элемент	К1	-	-	ЭВ	Р
	Структурная формула
Вторая проверка	Дополнительный элемент	-	-	-	-	-
	Структурная формула
Третья проверка	Дополнительный элемент	-	Р	-	-	-
	Структурная формула		*Р

Полная структурная формула схемы:

        Для проверки реализуемости циклограммы и полученной структурной формулы строят релейно-контактную схему (рисунок 3) на основе полученных выражений:

Рисунок 3 - Релейно-контактная схема к примеру.

Далее по полученной структурной формуле необходимо построить бесконтактную схему логического устройства (рисунок 4).

Рисунок 4 -  Схема логического устройства.