Вычислительные устройства. Программируемые логические контроллеры. Интерполяция по винтовой линии

Вычислительные устройства.

Основными  функциями  вычислительного  устройства  (ВУ)  являются   -  хранение информации,   -  определение  и формирование  требуемого воздействия на ОУ.

В  АСУ функция вычислителя может быть объединена с функциями  датчика или регулятора.

ВУ бывает   аналоговым ,  цифровым  (программным  и  аппаратным, у которых программа изменяется с помощью электронных компанентов  - перепайкой или пережиганием перемычек)    и    комбинированным.  Сочитание различных подходов позволяет эффективно управлять многопараметрическими ОУ: аналоговые элементы освобождают микропроцессоры от выполнения простых задач.  Например, операционные усилители используются в качестве компараторов, а также для расширения возможности датчиков информации и их согласования с ВУ.     

Аналоговые  ВУ.

Для несложных задач  управления могут стать оптимальными  простые механические   элементы для задания программы работы: упоры,  кулачки.  

Области рационального применения  включает

-    часть функций при многопараметрическом управлении,

-   работу в  неблагоприятных условиях,

-    аварийное управление, например,  в случае прерывания подачи электроэнергии.

Примером может служить  механический таймер барабанного типа (рис.А59-12.5).  На часовом валу  устанавливают кулачки,  которые выступом замыкают контакты реле.  Программирование таймера сводится к закреплению кулачков   с помощью регулировочных винтов.  Скорость вращения вала (аналог тактового генератора) определяет временные параметры.

контакты реле

             часовой  вал

                                                                       регулировочный  винт кулочок

Рис.. Эскиз  механического кулачкового  программоносителя.

Для исполнительных и вычислительных устройств используется пневмоника (греч. - дуновение)  -  струйная пневмо-гидро-автоматика.  Она эффективна  для реализации  несложных устройств (не более нескольких тысяч элементов) в условиях:

-  высоких температур,

-  значительных перегрузок и ударов,

-  интенсивного радиационного воздействия,

-  действия внешних электрических и магнитных полей.

Пневмонические элементы используются в системах управления

-  мощных роботов, манипуляторов,

-  кондиционирования воздуха, вентиляционных сетях устройств создания микроклимата производственных помещений.   Быстродействие уступает электронным устройствам, но выше, чем у обычных пневматических устройств.  Время переключения струйных реле (при сечении канала в доли мм² ) - порядка 0.1 мс, верхняя граница диапазона частот - порядка 1 КГц.  Надежность - выше, если при замкнутой циркуляции использовать очищенные воздух и жидкости  -  устройства выдерживают  10.000.000 переключений.      

                            4                                              3 

         1

2                                              5

Рис.  Схема струйного элемента реле и элемента памяти.

Струя воздуха из сопла 1 под действием давления канала 4 прижимается к нижней стенке и поступает на выход 5.  При создании повышенного давления в канале 2 струя поступает на выход 3.  Струйный элемент может работать в режиме реле или элемента памяти, если после снятия давления на входе 2 струя остается примкнувшей к верхней стенке. Это реализуется аналогично недостаточно наклоненному чайнику, когда вода стекает по стенке, а не образует вертикальную струю. Для стирания создается давление в канале 4.

4                                           3

1

                           2                 6                       5

Рис. струйный логический элемент.