Логические устройства автоматики

Управление многими технологическими процессами (ТП) предполагает подачу на исполнительный механизм (ИМ) команд типа открыть-закрыть, включить-отключить, которые могут передаваться сигналами, имеющими только два уровня значений. Независимо от физической сути сигнала эти уровни значений условно обозначают цифрами 0 и 1. Переменные, принимающие только два уровня значений, и соответствующие им сигналы называются двоичными.

Необходимость формирования команд, передаваемых двоичными сигналами, возникает при изменении последовательности выполнения технологических операций, остановке агрегатов в случае обнаружения нарушений их работоспособности вследствие поломки или отсутствия сырья, возникновении аварийной ситуации, необходимости защиты от неправильного или несанкционированного включения технологического оборудования и т.д.

Кроме того, аналогичные по форме командные сигналы должны формироваться (оператором или соответствующими датчиками) в случае обнаружения нарушения технологического процесса, например сигналы, запрещающие включение оборудования и оповещающие об этом обслуживающий персонал.

При управлении ТП необходимо формирование последовательности управляющих команд для соответствующих ИМ на основе логического анализа ситуации, поступающей от соответствующих датчиков и оператора. Такие команды формируются логическим управляющим устройством с использованием ограниченного числа типовых элементарных операций над сигналами.

Математическая основа синтеза логических устройств — алгебра логики, называемая булевой по имени ее создателя английского математика XIX в. Дж. Буля.

Булева алгебра оперирует переменными х₁ х₂ , ..., х_n принимающими только два значения: 0 и 1, т.е. двоичными переменными. Функция двоичных переменных, называемая логической, также может принимать только два значения.

Логическую функцию можно выразить словесно, аналитически у =f(х₁ х₂, ..., х_n) и в форме таблицы возможных значений двоичных переменных, т. е. таблицы истинности. Логическую функцию любой сложности можно представить в виде следующих элементарных функций: дизъюнкции — логического сложения, конъюнкции — логического умножения, инверсии — логического отрицания и др.

Инверсия — это логическая функция у одной двоичной переменной х. Если х = 0, то у = 1, а если х = 1, то у = 0.

Аналитическая запись инверсии

 

читается как у не х, поэтому ее выполнение часто называют операцией НЕ, или операцией отрицания (табл. 13.1).

Дизъюнкция — это логическая функция у, как минимум двух двоичных переменных х₁, х₂. Если обе переменные равны нулю, то функция также равна нулю. Если же хотя бы одна из переменных равна единице, то и функция равна единице. Выполнение этой функции называют операцией ИЛИ (табл. 13.2).

Аналитическая запись дизъюнкции

По форме записи ее называют функцией логического суммирования.

Конъюнкция — это логическая функция у, как минимум

двух двоичных переменных х₁ х₂. Функция равна единице, если обе переменные равны единице, и равна нулю, если хотя бы одна из переменных равна нулю. Выполнение конъюнкции называют операцией И (табл. 13.3).

Аналитическая запись конъюнкции:

По форме записи ее называют функцией логического умножения.

 

 

Релейно-контактные схемы

Основными элементами релейно-контактных схем являются электромагнитные реле с замыкающими контактами. В качестве логических переменных в схемах используют изменения состоя ний контактов релейных элементов. При этом логические переменные обозначают строчными буквами (например, у₁ у₂ ..., у_n, x₁, х₂ ..., х_n), а устройства — прописными, причем устройства, формирующие выходные сигналы, обозначают У₁ У₂ ..., У_п, а устройства, предназначенные для передачи входных и промежуточных сигналов, — Х₁ Х₂ ..., Х_п. Постоянно замкнутым контактам в электрической цепи соответствует цифра 1, а постоянно разомкнутым — 0.

Операция И реализуется группой последовательно соединенных контактов управляющих реле Х₁ Х₂ ..., Х_п в цепи обмотки реле У, а операция ИЛИ — группой параллельно соединенных контактов.

Допустим, что необходимо получить сигнал на выходе логического устройства только в случае, если на его вход будут одновременно поданы два входных сигнала. Эта описанная словесно ситуация соответствует логической операции И с двумя переменными. Для ее технической реализации на релейно-контактных элементах необходимо обеспечить срабатывание электромагнитного реле У, для чего сигналы (напряжения) подаются на обмотки двух реле Х₁ Х₂ соответствующие контакты х₁ х₂ которых включены последовательно с обмоткой реле У. При замыкании обоих контактов напряжение подается на обмотку реле У. Выходной сигнал у появляется при замыкании контакта у.

Релейный эквивалент логический операции И см. в табл. 13.4.

 

⇐ Предыдущая20212223242526272829Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. II.2. Локальные геосистемы – морфологические единицы ландшафта
2. III.1. Методологические основы классификации ландшафтов
3. III.2. Психобиологические предпосылки асоциального поведения несовершеннолетних и их учет в воспитательно-профилактической работе.
4. PR-менеджмент: технологические основы
5. V. Кибернетические (или постбиологические) методы достижения бессмертия (искусственная жизнь “в силиконе”)
6. Активные морфонологические процессы в структуре русского производного слова.
7. Акустические устройства и средства информации
8. Анатомо-физиологические особенности вегетативной нервной системы.
9. Асинхронные задачи интерфейса с устройствами ввода/вывода.
10. Бесконтактные логические элементы
11. Биологические и хозяйственные особенности свиней.
12. Биологические особенности лошадей.