Файл: Основы автоматизации производства.doc

Одновременно со спреерным устройством необходимо включить реле времени КТ2, отсчитывающее время охлаждения. Для этой цели воспользуемся примененным приемом и включим катушку реле времени КТ2 параллельно катушке КМ2. Таким образом получим вторую схему управления (рис. 104, б). Объединяя две схемы (рис. 104, а и б), получим общую схему управления (рис. 104, в).

Рассмотрим теперь работу схемы в целом (рис. 104, в). При нажатии на пусковую кнопку SB возбуждаются катушки контактора КМ1 и реле времени КТ1, начинается нагрев изделия. Через 12 с реле времени КТ1 сработает, и его контакты в цепи 1 разомкнутся, а в цепи 2 замкнутся. Начнется процесс охлаждения изделия. Одновременно с катушкой КМ2 электромагнитного крана возбудится реле времени КТ2, отсчитывающее время охлаждения. При размыкании контакта КТ2.1 (цепь 3) кран КМ2 и реле времени КТ2 выключаются, и схема возвращается в исходное положение.

Полученная схема управления индуктором и спреерным устройством разработана интуитивным методом. Однако нет никаких доказательств, что эта схема будет верна и оптимальна. Вопрос о работоспособности схемы можно будет решить только после ее изготовления и тщательной экспериментальной проверки. Именно это является самым большим недостатком интуитивного метода. Отмеченный недостаток отсутствует у аналитического метода.

3. Аналитический метод разработки схем управления

Аналитический метод появился в сороковые годы, однако он и до настоящего времени не оформился в широко применяемую теорию, что объясняется его сложностью. Аналитический метод базируется на элементах алгебры логики. Поэтому, прежде чем приступить к его изложению, остановимся на некоторых положениях алгебры логики.

Алгебра логики – раздел математической логики, который рассматривает применение математического аппарата к логике. Алгебра логики – алгебра высказываний, причем под высказыванием понимается любое суждение, предложение или понятие, но с одним условием – оно должно быть в данный момент либо истинным, либо ложным и не может быть одновременно и тем, и другим. Обычно истинному высказыванию приписывается значение единицы (1), а ложному – значение ноль (0).

Переменные в алгебре логики имеют свою специфику. Они обязательно имеют два состояния, одно исключающее другое. Например, «включено-выключено» или «замкнуто-разомкнуто».

Логические действия, с помощью которых простые суждения группируются в сложные, называются функциями алгебры логики.

Наибольшее применение получили функции, входящие в систему логических операций: умножения (конъюнкции), сложения (дизъюнкции) и отрицания (инверсии). С помощью указанных трех операций можно выразить все остальные операции алгебры логики.

Логические умножение и сложение выражаются соответственно точкой (·) и знаком плюс (+), а отрицание – чертой над символом переменной. Символы переменных изображаются буквами латинского алфавита.

Логическое умножение (конъюнкция) – это функция, соответствующая логической связке И, с помощью которой простые суждения объединяются в сложные. Это сложное суждение ложно (равно нулю), если хотя бы одно из простых суждений ложно. Сложное суждение f(X), определяемое логическим умножением двух простых суждений а и b, можно записать в виде

Рис. 105. Электрические цепи, реализующие операции:

а – умножения; б – сложения

При числе простых суждений, равном т, формула логического умножения примет вид

Электрическая цепь, реализующая логическую операцию И, состоит из последовательно включенных контактов. Ток протекает по этой цепи только в том случае, если замкнуты все контакты, а и b (рис. 105, а).

Логическое сложение (дизъюнкция) – это функция, соответствующая логической связке ИЛИ, с помощью которой простые суждения объединяются в сложные. Новое суждение будет истинно (равно 1), если хотя бы одно из простых суждений истинно. Сложное суждение f (X), определяемое логическим сложением двух простых суждений а и b, записывается в виде

При числе простых суждений, равном n, формула логического сложения примет вид

В электрической схеме функции ИЛИ соответствует параллельное соединение контактов. Ток протекает по этой цепи, если замкнут контакт а или контакт b (рис. 105, б).

Логическое отрицание (инверсия) – это функция, соответствующая логической связке НЕ. При этом, если основное суждение ложно (равно нулю), то его логическое отрицание истинно (равно единице), и наоборот. Аналитически логическое отрицание записывается следующим образом:

В электрической цепи функцию логического отрицания может выполнять реле с размыкающимися контактами, которые будут разомкнуты при подаче напряжения на обмотку реле.

В алгебре логики существует целый ряд законов (соотношений), которые отображают тождественные логические функции. Рассмотрим наиболее важные соотношения, которые можно разбить на три группы.

К первой группе относятся соотношения, которые согласуются с правилами обычной алгебры:

переместительные законы:

1) ; 2)

сочетательные законы:

распределительный закон:

Ко второй группе относятся соотношения, не согласующиеся с правилами обычной алгебры:

распределительный закон:

закон повторения:

действия с константой:

9) 10)

В третью группу входят соотношения, не имеющие эквивалентов в обычной алгебре:

закон отрицания (инверсии):

11) ; 12)

действия с инверсными символами:

13) 14)

15) 16) 17)

Рассмотренный математический аппарат алгебры логики может быть с успехом применен для решения различных задач при проектировании схем управления различными механизмами, так как каждая цепочка схемы может находиться только в двух состояниях: либо проводить электрический ток, либо нет.

Рассмотрим пример. Пусть дана математическая модель

По этой модели построим схему (рис. 106, а), которая будет иметь девять управляющих элементов. Теперь с помощью законов алгебры логики попытаемся сократить число элементов схемы (операция уменьшения числа элементов носит название минимизация).

Рис. 106. Схемы математической модели:

а – до минимизации; б – после минимизации

Сначала рассмотрим первые четыре - сомножителя модели и на основании соотношений 5, 7 и 13 запишем:

Затем, используя соотношения 5, 7, 9, 13, окончательно получим:

Схема по полученной после минимизации модели представлена на рис. 106, б. Она проще и надежнее, так как содержит всего три управляющих контакта.

Рассмотрим сущность аналитического метода разработки схем управления на примере разработки схемы управления нереверсивным электродвигателем с помощью кнопок управления. В схеме необходимо предусмотреть тепловую защиту электродвигателя. Эта задача решается следующим образом.

1. Проводится анализ работы установки для определения последовательности включения и выключения ее механизмов и выявления управляющих элементов. Вводятся условные обозначения исполнительных, промежуточных и управляющих элементов. На основе анализа составляется буквенная циклограмма работы установки, которая должна отражать строгую последовательность включения и выключения механизмов.

В рассматриваемом примере правильная схема должна обеспечивать выполнение следующих функций. При нажатии на пусковую кнопку катушка магнитного пускателя возбуждается током. При этом ротор электродвигателя начинает вращаться. Для остановки электродвигателя напряжение с катушки магнитного пускателя должно быть снято. Это может быть достигнуто нажатием на стоповую кнопку (размыканием ее контактов) или размыканием контактов теплового реле, которое срабатывает при длительной перегрузке электродвигателя. Обозначим катушку магнитного пускателя буквой К, пусковую кнопку – буквой Е, стоповую кнопку – буквой S и контакты теплового реле – буквой С. Тогда буквенная циклограмма будет иметь вид

О + Е + К – Е + М – К – М,

где О – нулевой такт; М = S + С, ибо катушка К магнитного пускателя может быть обесточена стоповой кнопкой (ее контактами) или контактами теплового реле С.

2. На буквенной циклограмме определяются периоды включения (ПВ) и включающие периоды (ВП) исполнительных и промежуточных элементов. Периоду ПВ соответствует интервал от момента включения (пуска) элемента до момента его выключения (остановки), т. е. на буквенной циклограмме от знака плюс до знака минус элемента. Период ВП сдвинут относительно ПВ на один такт влево.

Определяем ПВ и ВП исполнительного элемента К на циклограмме. Других исполнительных и промежуточных элементов нет.

Смотрите также файлы

Федосеев П.Г. Основы проектирования транзисторных стабилизаторов напряжения учеб. пособие для студентов специальности 0615 Звукотехника.pdf

Фиделев А.С. Автотракторный транспорт в строительстве учеб. пособие.pdf

L_E_K_Ts_I_Ya_6.doc

Lekts_ya_5.doc

Хатипов А.Э.-А. Курс проективной геометрии пространств с распадающимся абсолютом учеб. пособие.pdf

Файл: Основы автоматизации производства.doc

3. Аналитический метод разработки схем управления

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно