Терехов В.М., Осипов О.И. - Система управления электроприводов (1057409), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Практически оказывается достаточно использовать метод циклограмм для построения не всей ДЛСУ, а лишь ее отдельных наиболее сложных в функциональном отношении узлов. (3. 11) У= 5'5"14-», ), (3.13) 1'= 5'5"»+гт ). (3.14) х! хг Х4 т„ Ю" Т„ т„ на вклю- 38 В процедуре данного синтеза выделяются две части: або»нрактный синтез — процесс преобразования исходного технологического задания на работу электропривода в завершенный алгоритм конечного автомата в виде структурных формул алгебры логики; структурный синтез — процесс преобразования алгоритма в ДЛСУ на выбранной элементной базе.
Поскольку результатом абстрактного синтеза являются структурные формулы, а средством их получения служит циклограл»- ма, то необходимо установить взаимосвязь циклограмм со структурными формулами. Для простейшей циклограммы с одной выходной переменной и одним периодом включения выделим две обобщенные входные переменныс: функцию включения 5' и функ»»ит отключения 5" (рис. 3.8, а).
Функция 5' приобретает на включающем такте Ы, единичное значение (логическая 1) и сохраняет его на всем включающем интервале г'„. Функция 5" имеет также единичное значение на всем включающем интервале, но обнуляется на отключающем такте»з».. Функция 5' осуществляет включающее воздействие на выходную переменную у, переводя ее из нулевого состояния в единичное. Функция 5" осуществляет отключающее воздействие на переменную у, переводя ее из единичного состояния в нулевое. Штриховые линии на рис.
3.8, а означают, что функции включения и отключения могут иметь на указанных интервалах как единичные, так и нулевые значения. Функциями 5' и 5" могут быть как отдельные переменные, так и объединения переменных в дизьюнктивной или конъюнктивной формах. Например, х, + х, = 5', хзх4= 5" (рис. 3.8, б). Рис.
3.8. Функции включения, отключения, врсменныс такты и периоды (а), входные и выходные псрсмснныс (б) циклограммы В рассматриваемой циклограмме у = 1 только на одном периоде — периоде включения»„когда 5' = 1 и 5" = 1. На всех других устойчивых тактах у = О. Тогда, согласно ДНФ (3.8), для функции у' имеем структурную формулу Если циклограмма для у имеет и периодов включения, то У = ~5,'5,", (3.12) »=1 где 5,' 5;" — функции включения и отключения на »ьм периоде включения.
Циклограмма, отражающая операцию задержки времени, приведена на рис. 3.9. При задержке времени на включение г,, (см. рис. 3.9, а) при задержке времени на отключение г, (см. рис. 3.9, б) Итак, имея циклограмму ДЛСУ, можно получить описывающие ее структурные формулы, являющиеся алгоритмом управления. По структурным формулам можно составить принципиальную схему ДЛСУ. Выделим этапы синтеза методом циклограмм в составе его двух частей. 1.
Составление исхолной циклограммы по технологическому заданию на движение электропривода. 2. Преобразование исходной циклограммы в реализуемую циклограмму. 3. Составление структурных формул по реализуемой циклограмме. 4. Выбор элементной базы для ДЛСУ. Рис. 35ч Цикло»раымы, отражающие операции задержки времени чснис (а) и отключение (б) 5.
Составление принципиальной схемы ДЛСУ при аппаратном способе управления или программы работы универсального управляюгцего устройства (программируемого контроллера) при программном способе управления. б. Проверка правильности работы построенной ДЛСУ. Этапы 1, 2, 3 составляют абстрактный синтез, этапы 4, 5, б— структурный синтез. Под реализуемой циклогралгмой подразумевается циклограмма, не противоречащая законам алгебры логики и практически выполнимая по аппаратуре. В основе реализуемости циклограммы лежит принцип однозначности логических функций: одинаковым состояниям конечного автомата соответствуют только одинаковые значения выходной переменной, или наоборот, разным значениям выходной переменной соответствуют только разные состояния конечного автомата. Но разным состояниям КА могут соответствовать как разные, так и одинаковые значения выходной переменной.
Состояние КА определяется по входным (независимым) хг и внутренним (дополнительным) ггг переменным. Примеры нереализуемых циклограмм приведены на рис. 3.10. При одинаковых состояниях на устойчивых тактах 1 и 3 (см. рис. 3.10, а) и тактах 2 и 4 (см. рис. 3.10, б) имеют место разные значения выходной переменной у. Следовательно, приведенные циклограммы нереализуемы. Если по нереализуемой циклограмме построить узел ДЛСУ, то он либо не будет включаться или отключаться, либо будет давать ложные включения или отключения.
Обиднее достаточное ус говне реализуемости циклограммы можно сформулировать следующим образом: чтобы из нереализуемой циклограммы получить реализуемую, достаточно ввести дополнительные переменные так, чтобы создать на всех устойчивых тактах цикла различные состояния конечного автомата. Рис. 3.! О. Примеры нереализуемых циклограмм с нарушением принципа однозначности иа тактах 1, 3 (а) и 2, 4 (б) 40 Данное достаточное условие можно разделить на три необходимых условия реализуемости циклограммы.
1. Необходимо, чтобы Х' = сопзг = 1 для интервала т > г„' от начала Ы„. 2. Необходимо, чтобы В" = сопзг = 1 для интервала т > г„' до начала Аг. и У' = 0 для интервала т > Аг, от начала Ы,. 3. Необходимо, чтобы В'5" = 0 для интервала т = г.. Условия 1 и 2 обеспечивают у= 1 для т = г„а условие 3 исключает у = 1 для т = г.. Сформулированные три условия графически иллюстрируются циклограммой, приведенной на рис. 3.8, а.
Выполнение всех трех необходимых условий окажется достаточным для реализуемости циклограммы. Для выполнения условий 1, 2, 3 имеются три способа. Способ 1: если В' = Р'~ сопзг, то вводится дополнительная переменная гг' такая, чтобы И+ гг' = сопзг на интервале г,'. Тогда у= (р'+ гг')5". Способ 2: если В" = И'Ъ сопзг, то вводится дополнительная переменная гг" такая, чтобы И:+ гг" = сопзг на интервале г„'. Тогда у= У(И'+ гг").
Способ 3: если В'Я" ~ 0 на интервале г., то вводится дополнительная переменная гг"' такая, чтобы УЮ"гг"' = 0 на интервале г,. Тогда у = 5'У'гг"'. Для вводимых дополнительных переменных должны определяться функции включения и отключения. В качестве дополнительных переменных могут использоваться и некоторые входные и выходные переменные, имеющиеся в исходной циклограмме, если их комбинации удовлетворяют условиям 1, 2, 3 (см. рис.
3.8, б). 3.4. Примеры синтеза узлов ДЛСУ Пример 1. По заданной исходной циклограмме (рис. 3.11) составить схему узла управления контактором. Исходная циклограмма имеет одну входную переменную х с двумя периодами включения и одну выходную переменную у с одним периодом включения. Заданная циклограмма оказывается нереализуемой, так как одинаковым состояниям КА на устойчивых тактах 1 и 3 соответствуют разные значения выходной переменной у. Аналогичная ситуация имеет место и для тактов 2 и 4. Таким образом, в данном примере нарушена однозначность логической функции.
Выполним абстрактный синтез узла в двух вариантах. Вариант 1. Используем общее достаточное условие реализуемости циклограммы. Для этого введем в циклограмму дополнительную переменную гг так, чтобы создать на всех четырех устойчивых тактах разные состояния КА, образуемые значениями пе- 41 К1 42 43 Рис. 3.11. Исходная циклограмма примера! синтеза узлов ДЛСУ ременных х, д: 10; 01; !1; 00. Составим функции включения и отключения согласно требованиям к ним: лля у Ю' = хе у; Ю", = х+а; у =5 Ю,", = (х-гу)(х ьа); дла а 5,' =- х+4; Я = У+х; д = Ве5," = (х+4)(У~-х).
Вариант 2. Воспользуемся тремя необходимыми условиями реализуемости циклограммы. Для этого по исходной циклограмме принимаем для у: 5,'=х; 5," =х. Проверяем условие 1: 5,'=х~ сопьп Условие не выполняется, следовательно, вводим дополнительную переменную д'=у, при которой х+у=сопвг, т.е. условие 1 выполняется. Проверяем условие 2: Я," =х ~ сопл!.
Условие не выполняется, следовательно, вводим дополнительную переменную д" = д, при которой х+ д = сопвг, т.е, условие 2 выполняется. Тогда у= (х+у) х х(х+ д). Для введенной переменной д определяем функции включения и отключения 5„' =х, Х = х. Аналогично проделанной процедуре для переменной у проверяем условия 1 и 2 и вводим дополнительные переменные для д. В результате получаем д = (х+ а)(х+ у).
Полученные выражения для у и д проверяем по условию 3. Раскрывая скобки, получаем у = ух+ хд+уд= 0 на тактах 3 и 4 периода отключения переменной у и а = ах+ ух+ ду = 0 на тактах 1 и 4 периода отключения переменной а. Следовательно, условие 3 для переменных у и д выполняется. Таким образом, оба варианта выполненного абстрактного синтеза дают олин и тот же результат— одинаковые структурные формулы. Выполним структурный синтез для двух вариантов элементной базы. Вариант 1 — на релейно-контакторной аппаратуре. Принимаем для входной переменной х кнопку с самовозвратом с одним Рис.
3.12. Схемы реализации синтезированного узла на реле (а) и на ло- гическом элементе (б) замыкающим контактом ХВ, для выходной переменной у — контактор КИ, для внутренней переменной д — реле К1. Для размножения контактов кнопки используем еще одно реле КО. Согласно полученным структурным формулам составляем схему узла, соединяя элементы схемы последовательно при конъюнкции переменных и параллельно при дизъюнкции переменных (рис. 3.12, а).
Вариант 2 — на бесконтактных логических элементах типа И, ИЛИ, НŠ— триггер. Для реализации входной переменной оставляем кнопку управления 5В, а для выходного элемента, коммутирукнцего силовую цепь, используем контактор КМ. Полученные структурные формулы приводим к виду, соответствующему ВВ- триггеру; у = (х + у) (х е д ) = (х -; у)х з = (хз + у)хл, где хз=х и хл=хд; д = (х + д)(х + у) = (хз ~- а)хл, где хз= х и хл — — х+ у. По данным преобразованным формулам составляем схему узла (рис. 3.12, б), Двухуровневые логические переменные должны создаваться без разрыва цепи. Поэтому входной сигнал х обеспечивается кнопкой с размыкающим контактом, который дает нулевое напряжение на входе без разрыва цепи. Слабый логический Рис. 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
